硕士毕业答辩ppt课件.ppt

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1、应力释放与开挖方法对隧道支护受力及地表沉降的影响院系：土木工程与力学学院专业：结构工程姓名：杨珺博导师：董辉副教授1研究意义与现状应力释放的实现方法隧道支护受力特性与地表沉降的有限元分析浏阳河隧道地表沉降处理与模拟分析结论与展望论文结构2问题的提出地表沉降分布与支护受力大小是影响隧道施工安全的主要因素，在实际工程中，因沉降过大或支护破坏导致的工程事故时有发生，如何根据实际工程情况，有效的控制地表沉降和优化支护受力，是技术人员急需解决的问题。因此，有必要分析各因素对地表沉降和支护受力的影响特征。一、研究意义与现状3水文条件土体性质断

2、面类型开挖方法应力释放影响因素目前研究现状一、研究意义与现状4一、研究意义与现状（1）围岩受开挖扰动必然会释放一定比率的应力，而实际工程中的应力变化复杂多样，难以精确的测量，目前对其的研究还不充分。（2）开挖方法对地表沉降和支护受力的影响显著，当前对山岭浅埋隧道的研究较多，而对穿江隧道洞口段的研究则较少。（3）目前隧道断面大都为多心圆组合，其力学特性已得到广泛的认可和验证。（4）土体性质和水文条件可通过超前预报得到详细资料，进而推断出实际地质情况。为什么要研究5研究内容因此，本文在以上基础上，主要研究以下三方面内容：（1）地应力释

3、放率对隧道地表沉降和支护受力的影响特征。（2）隧道地表沉降和支护受力对不同开挖方法的响应规律。（3）浏阳河隧道地表沉降数据分析与数值模拟。一、研究意义与现状6一、研究意义与现状图1-1技术路线图7等效节点力计算二、应力释放的实现方法8二、应力释放的实现方法应力释放的实现本文是将隧道简化为平面问题进行考虑的，模拟过程中的应力释放是通过给等效节点力乘以一个（1-A）的系数，并将其反向施加在开挖边界上来实现的，其中A表示应力释放率。9三、支护受力与地表沉降的有限元分析图3-3隧道开挖计算模型10参数材料密度体积模量粘聚力泊松比内摩擦角k

4、g/m3MPaMPa°覆盖土2000600.40.337初期支护250024500/0.2/锚杆7800200000/0.28/钢支撑7500245000/0.17/表3-1模型材料参数三、支护受力与地表沉降的有限元分析11释放率为25%的支护弯矩图释放率为35%的支护弯矩图释放率为40%的支护弯矩图释放率为50%的支护弯矩图图3-7不同释放率下支护的弯矩图三、支护受力与地表沉降的有限元分析12图3-8支护最大弯矩值随释放率的变化曲线三、支护受力与地表沉降的有限元分析13释放率为25%的支护剪力图释放率为35%的支护剪力图释放率为

5、40%的支护剪力图释放率为50%的支护剪力图图3-9不同释放率下支护的剪力图三、支护受力与地表沉降的有限元分析14图3-10支护最大剪力值随释放率的变化曲线三、支护受力与地表沉降的有限元分析15释放率为25%的支护轴力图释放率为35%的支护轴力图释放率为40%的支护轴力图释放率为50%的支护轴力图图3-11不同释放率下支护的轴力图三、支护受力与地表沉降的有限元分析16图3-12支护轴力极值随释放率的变化曲线三、支护受力与地表沉降的有限元分析17释放率为25%的锚杆受力图释放率为35%的锚杆受力图释放率为40%的锚杆受力图释放率为5

6、0%的锚杆受力图图3-13不同释放率下锚杆力图三、支护受力与地表沉降的有限元分析18图3-14锚杆受力极值随释放率的变化曲线三、支护受力与地表沉降的有限元分析19释放率为25%地表沉降图释放率为35%地表沉降图释放率为40%地表沉降图释放率为50%地表沉降图图3-15各开挖步地表沉降的变化曲线三、支护受力与地表沉降的有限元分析20图3-16地表最终沉降随释放率的变化曲线图3-17最大地表沉降随释放率的变化曲线图三、支护受力与地表沉降的有限元分析21图3-18双台阶法开挖支护弯矩图线第一步开挖支护弯矩图第二步开挖支护弯矩图三、支护受

7、力与地表沉降的有限元分析22图3-19CD法开挖支护弯矩图三、支护受力与地表沉降的有限元分析23图3-20CRD法开挖支护弯矩图三、支护受力与地表沉降的有限元分析24图3-21不同开挖方法下的地表沉降双台阶法地表沉降CD法地表沉降CRD法地表沉降三、支护受力与地表沉降的有限元分析25图4-5浏阳河隧道地面沉降测点布置图四、浏阳河隧道地表沉降处理与模拟分析26图4-6地表沉降实测值与高斯拟合曲线图四、浏阳河隧道地表沉降处理与模拟分析27图4-7不同工法在相同里程的实测沉降曲线对比图K0+845实测沉降曲线K0+850实测沉降曲线K0

8、+855实测沉降曲线四、浏阳河隧道地表沉降处理与模拟分析28对于CD法产生沉降要小于三台阶法，由Peck公式的计算结果可以得到很好的解释，根据地表沉降槽宽度计算公式可得：将计算结果带入Peck公式，可得不同开挖方法的单位地层损失如表：四、浏阳河隧道