山區(qū)淺埋偏壓連拱隧道錨噴支護(hù)的優(yōu)化研究.pdf

1、連拱隧道是隨著我國公路建設(shè)的迅速發(fā)展而出現(xiàn)的新型大跨度隧道形式。但是由于淺埋、偏壓、高跨比小、地質(zhì)條件和結(jié)構(gòu)受力復(fù)雜的特點(diǎn)，對(duì)偏壓連拱隧道的應(yīng)用和研究還處在探索和初級(jí)階段，尤其對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工過程中的力學(xué)特點(diǎn)和規(guī)律尚缺乏系統(tǒng)和全面的研究。 本文依托懷新(懷化-新晃)高速公路界牌坳雙連拱隧道工程，采用有限元數(shù)值分析研究方法和技術(shù)手段，對(duì)偏壓情況下的雙連拱隧道結(jié)構(gòu)受力及結(jié)構(gòu)優(yōu)化進(jìn)行了探討。論文介紹了國內(nèi)外在連拱隧道、隧道結(jié)構(gòu)優(yōu)化和數(shù)

2、值模擬方法等方面的研究現(xiàn)狀。結(jié)合工程實(shí)際，考慮到界牌坳連拱隧道特定的工程地質(zhì)條件，通過對(duì)界牌坳隧道偏壓和不偏壓兩種計(jì)算模型有限元數(shù)值計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對(duì)比研究，得出了淺埋偏壓連拱隧道支護(hù)體系的受力和變形特性，提出了改變錨桿長度、角度、噴射混凝土厚度的優(yōu)化建議。對(duì)優(yōu)化方法進(jìn)行了探討，進(jìn)行了以錨桿軸力求和為目標(biāo)進(jìn)行優(yōu)化的可行性論證。編制了ADPL優(yōu)化程序，實(shí)現(xiàn)了隧道錨桿長度、角度和噴射混凝土厚度的自動(dòng)優(yōu)化，得到了更適應(yīng)偏壓荷載的錨噴支護(hù)。