浅埋隧道管棚预加固理论及多种预加固后的上限研究

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1、中图分类号UDCU458624硕士学位论文学校代码!Q§三三密级公珏浅埋隧道管棚预加固理论及多种预加固后的上限研究Shallowburiedtunnel’Spiperoofpre—reinforcementtheoryanditsupperlimitresearchundervarietyofpre··reinforcemem作者姓名：学科专业：研究方向：学院(系、所)：指导教师：王华贵土木工程隧道工程土木工程杨小礼答辩委员会主席中南大学二O一三年五月原创性声明本人声明，所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了

2、论文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得中南大学或其他单位的学位或证书而使用过的材料。与我共同工作的同志对本研究所作的贡献均已在论文中作了明确的说明。作者签名：墨叁皇_-日期：皿年上月业日学位论文版权使用授权书本人了解中南大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留学位论文并根据国家或湖南省有关部门规定送交学位论文，允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以采用复印、缩印或其它手段保存学位论文。同时授权中国科学技术信息研究所将本学位论文收录到《中国学位论文全文数据库

3、》，并通过网络向社会公众提供信息服务。浅埋隧道管棚预加固理论及多种预加固后的上限研究摘要：本文主要就管棚预支护及多种预加固下浅埋隧道开挖面稳定性展开分析。利用二维对数螺旋破坏机构、采用极限分析上限定理，选取安全系数只作为隧道开挖稳定性的评价指标。利用Fortran编程，求得围岩土体在预加固后，不同工况下的安全系数F的上限解。以深圳地铁一期工程6标段为工程背景，对多种预加固后隧道开挖面的稳定性进行分析；利用有限差分法对隧道管棚支护下隧道开挖进行数值模拟，得到有利于隧道稳定的开挖方法及参数，为隧道施工方法的优化提供了参考。本文的主要工作有：(1)基于Wi

4、nkler弹性地基梁理论，对管棚钢管进行了力学分析，同时，利用Fortran编程计算，进行管棚管径、管长的优化设计。(2)建立浅埋隧道开挖面的二维对数螺旋破坏机构。基于强度折减法、围岩土体的非线性破坏准则及切线法，利用极限上限法推导隧道开挖面安全系数F具体表达式。(3)利用Fortran编程计算安全系数F的上限解，对不同工况下得到的安全系数上限解F进行分析，对隧道开挖面稳定性进行研究。(4)在多种预加固措施下，对隧道开挖面稳定性进行研究。同时，对深圳地铁一期工程6标段进行隧道开挖面稳定性评价。(5)利用有限差分法，对开挖步距、台阶长度，核心土长度对隧

5、道开挖面稳定性影响展开分析，为隧道施工方法的优化提供了参考。图33幅，表6个，参考文献57篇。关键词：浅埋隧道：管棚预支护；二维对数螺旋破坏机构；强度折减法；非线性破坏准则；极限分析上限定理；安全系数分类号：U458Shallowburiedtunnel’Spiperoofpre—reinforcementtheoryanditsupperlimitresearchundervarietyofpre-reinforcementAbstract：Inthispaper,themaincontentisthestabilityanalysisofshal

6、lowbuffedtunnelexcavationfaceunderthepre—timberingwithtubularpropandvarietyofpre—reinforcement．Basedona2-dlogarithmicspiralfailuremechanism，andtheoremoftheupperboundoflimitanalysis，safetyfactor只isregardedasanmdextorevaluatingthe‘一I’stabilityoftunnelexcavation．AprogramwrotebyFor

7、tranlanguageisusedtocalculatetheupperlimitsolutionofsafetyfactor只underdifferentworkingconditions，whensurroundingrockwasadoptpre．reinforcement．InShenzhenMetroPhasesixtendersfortheengineeringbackground，thispaperanalyzesthestabilityoftunnelfaceundervarietyofpre．reinforcedway．Using

8、thefinitedifferencemethodtosimulatethetunnelexcavation