公路隧道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法及開(kāi)挖方案的優(yōu)化.pdf

1、隨著國(guó)家對(duì)公路建設(shè)投資的增加，高等級(jí)公路發(fā)展迅速，公路隧道建設(shè)規(guī)模也越來(lái)越大，數(shù)量越來(lái)越多，其工程造價(jià)在整個(gè)公路工程建設(shè)中所占的比重也越來(lái)越大。如何充分利用現(xiàn)有設(shè)計(jì)理論及實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，如何以最經(jīng)濟(jì)的方式建造出安全、合理的隧道是廣大科技工作者和工程界人士所關(guān)心的問(wèn)題。 本文依托廣東省交通廳重點(diǎn)研究項(xiàng)目“雙洞八車(chē)道公路隧道建設(shè)關(guān)鍵技術(shù)研究”，以京珠高速龍頭山扁平特大斷面公路隧道為研究對(duì)象?；诂F(xiàn)行的隧道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范，結(jié)合現(xiàn)代優(yōu)化技術(shù)手法

2、，在“同濟(jì)曙光數(shù)值計(jì)算平臺(tái)”上實(shí)現(xiàn)了隧道優(yōu)化程序模塊的研制。并在文章的最后，對(duì)龍頭山隧道的開(kāi)挖方案進(jìn)行比較，得出一系列相關(guān)結(jié)論。 首先推導(dǎo)了五心圓斷面隧道的面積計(jì)算公式和輪廓確定方法，并利用現(xiàn)代優(yōu)化算法——遺傳算法，結(jié)合現(xiàn)行隧道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范，在保證隧道結(jié)構(gòu)安全的前提下，建立了以單斷面及隧道全長(zhǎng)全斷面的工程造價(jià)為目標(biāo)函數(shù)的隧道結(jié)構(gòu)優(yōu)化模型，選取幾個(gè)對(duì)隧道造價(jià)最為重要的因素作為優(yōu)化變量，并將該優(yōu)化模型在同濟(jì)曙光數(shù)值平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)。

3、 其次，以龍頭山隧道為例，對(duì)隧道的各個(gè)地質(zhì)斷面分別進(jìn)行單一斷面的優(yōu)化計(jì)算，得出最合理的斷面形式，并將優(yōu)化的結(jié)果與現(xiàn)有設(shè)計(jì)進(jìn)行比較，指出現(xiàn)有設(shè)計(jì)的不足。將整個(gè)龍頭山隧道作為一個(gè)整體，假定整條隧道的內(nèi)輪廓不變，以隧道總造價(jià)作為目標(biāo)函數(shù)，進(jìn)行隧道的整體優(yōu)化，將該優(yōu)化結(jié)果與現(xiàn)有設(shè)計(jì)進(jìn)行比較，指出現(xiàn)有設(shè)計(jì)的不足并分析原因。 最后采用施工動(dòng)態(tài)分析有限元軟件同濟(jì)曙光GeoFBA，采用地層結(jié)構(gòu)法，對(duì)V級(jí)圍巖條件下隧道斷面進(jìn)行優(yōu)化分析，得出合理