大斷面連拱隧道中隔墻力學行為及穩(wěn)定性研究.pdf

1、隨著我國國民經濟的快速發(fā)展，大斷面連拱隧道作為一種新型的結構形式已被廣泛采用。但由于其結構失跨比小，跨度大，隧道結構施工過程受力狀態(tài)遠比一般連拱隧道復雜。中隔墻是連拱隧道結構受力的核心構件，拉、壓、彎、剪、扭均有，同時左右洞施工對中隔墻影響難以把握，增加了施工變形和穩(wěn)定的控制，中隔墻的力學行為直接關系到隧道整體結構的穩(wěn)定性。因此，深入分析研究中隔墻力學行為及變形特征和穩(wěn)定性影響因素，對大斷面連拱隧道的設計和施工具有指導意義。
　　

2、本文依托貴陽遵義中路隧道工程為背景，對目前國內外普遍采用的六種中隔墻形式，在支護參數(shù)、中墻寬度、高度、圍巖類別均相同的情況下，運用ANSYS12.0建立四個二維平面有限元模型，分析他們各自受力變形規(guī)律和結構安全系數(shù)。接著對連拱隧道中隔墻的施工過程建立三維空間有限元模型，對連拱隧道開挖時中隔墻的力學行為及變形特性、左右洞的相互影響進行了分析，同時在原有施工步驟上，對中墻一側、頂部是否回填進行中隔墻穩(wěn)定性分析。主要研究成果包括:
　　

3、①收集連拱隧道中隔墻斷面形式，分析各個斷面形式的優(yōu)缺點和適用條件，為連拱隧道中隔墻斷面選擇提供參考。
　?、谕ㄟ^對六種中隔墻形式二維模擬，得出各中隔墻施工結束都處于偏壓狀態(tài)，分層直中墻偏壓受力最大，且各中隔墻結構都是安全的，整體曲中墻安全系數(shù)最大，中空直中墻安全系數(shù)最小。
　?、壑懈魤υ谑┕み^程中一直處于偏壓狀態(tài)，其豎向應力呈臺階式收斂，各施工工序對中墻凹處的豎向應力影響變化幅度最大，底部豎向應力影響變化幅度最小，各截面中墻

4、中心測點變化平緩。
　?、懿捎弥袑Ф础_階法開挖時，左洞開挖掌子面影響范圍18m，右洞開挖掌子影響范圍24m，從而提出軟弱圍巖大斷面連拱隧道中兩洞開挖掌子面合理間距為2B（單洞開挖跨度為15m)。
　　⑤采用中導洞—臺階法開挖時，左洞施工對中隔墻應力的影響范圍為18m，右洞施工對中隔墻的應力影響范圍為27m。
　?、拊谠惺┕げ襟E下，采取在中隔墻頂部回填右側回填、中隔墻頂部回填右側不回填和中隔墻頂部不回填右側不回填3種