黄土双连拱隧道施工地表沉降机理和控制技术研究

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1、密级：公开论文类型：应用研究工程硕士学位论文黄土双连拱隧道施工地表沉降机理和控制技术研究LoessDoubleArchTunnelConstructionandtheSurfaceSubsidenceMechanismandControlTechnologyResearch培养单位：土木工程学院专业领域：建筑与土木工程学生姓名：赵焕斌校内导师：王希良教授校外导师：王长科教高二○一八年六月摘要双连拱隧道应用越来越广泛，其跨度大，施工难度高。本文针对王家会连拱隧道双连拱段工程，应用大型有限元软件ANSYS对王家会双连拱隧道的施工进行

2、模拟分析，通过分析模拟得到随着隧道的开挖过程进行，地表沉降量、周边收敛量和支护内力以及中隔墙的应力等的变化规律，发现对于中隔墙的第一主应力在结构的底部以及中墙与仰拱交接处比较大，第三主应力在顶部和底部比较大，这些部位都是容易产生应力集中的地方，所以在设计中应加强。以王家会双连拱隧道为背景进行三维线弹性分析，分析研究了双连拱隧道施工过程开挖面的空间效应、左右洞施工的相互影响。结果表明：综合数值分析和施工便利性，在四台阶开挖方法的基础上，选用水平横撑辅助工法，可以有效减小隧洞边墙水平位移及拱顶下沉；并且应用ANSYS有限元软件，对结

3、构进行了受力情况，计算了结构的安全系数，结果表明适当的增加横撑以及其他支护措施能够有效提高结构的安全系数。关键词：双连拱；小净距；数值分析；微差爆破AbstractDoublearchtunnelisappliedmoreandmorewidely,anditsspanislargeandconstructiondifficultyishigh.Inthispaper,inviewofthedoublearchsectionofWangJiaHuiarchtunnel,thelargefiniteelementsoftwareA

4、NSYSisusedtosimulatetheconstructionofthedoublearchtunnelinWangjiasociety.Throughtheanalysisandsimulation,thechangesofthesurfacesettlement,thesurroundingconvergenceandtheinternalforceofthesupportandthestressofthemiddlewallareobtainedthroughtheanalysisandsimulation.The

5、firstmainstressofthemiddlepartitionislargerinthebottomofthestructureandinthejunctionofthemiddlewallandtheinvertedarch.Thethirdmainstressesarelargeratthetopandthebottom.Thesearetheplaceswherethestressconcentrationiseasilyproduced,soitshouldbestrengthenedinthedesign.Th

6、ethree-dimensionallinearelasticanalysisiscarriedoutonthebackgroundoftheWangjiadoublearchtunnel.Thespatialeffectoftheexcavationfaceandthemutualinfluenceoftheconstructionoftheleftandrighttunnelsareanalyzedandstudied.Theresultsshowthat,basedonthecomprehensivenumericalan

7、alysisandconstructionconvenience,onthebasisofthefourstepexcavationmethod,thehorizontallateralbracingauxiliarymethodcaneffectivelyreducethehorizontaldisplacementofthetunnelwallandthevaultsubsidence,andthestructureissubjectedtotheforceconditionofthestructurebyusingtheA

8、NSYSfiniteelementsoftware,andtheresultshowsthatthesafetyfactorofthestructureiscalculated.Theresultshowsthatthestructure'ssafetyfact