下穿公路的淺埋鐵路隧道力學(xué)特性及抗震研究.pdf

1、我國(guó)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中的立體交叉工程的出現(xiàn)，下穿施工不可免避。對(duì)隧道下穿施工的影響研究越來越受到學(xué)者和專家的重視，但下穿公路修建淺埋隧道，針對(duì)施工進(jìn)程中地表沉降量值的控制問題、圍巖受開挖的擾動(dòng)及圍巖應(yīng)力的變化問題、隧道自身結(jié)構(gòu)的安全問題、行車荷載對(duì)淺埋隧道的影響問題、下穿施工淺埋隧道的埋深影響問題、地震作用下淺埋隧道的動(dòng)力響應(yīng)問題、淺埋隧道的防災(zāi)減災(zāi)問題的研究比較少。
　　本研究主要內(nèi)容包括：①分析推演地下工程的力的基本組成，力的傳導(dǎo)

2、方式與力學(xué)行為，區(qū)分圍巖壓力的分類與圍巖分級(jí)，根據(jù)地下工程圍巖的成拱作用，進(jìn)行隧道深淺埋深的界定，分析圍巖失穩(wěn)破壞的方式，根據(jù)失穩(wěn)破壞形式進(jìn)行襯砌原理的推導(dǎo)；②針對(duì)隧道下穿公路的實(shí)際特性，明確公路行車荷載的傳遞方式，以及有限元分析按靜載的加載方案，并以渝利鐵路高石盤隧道出口段為工程背景，運(yùn)用大型通用有限元軟件建立有限元實(shí)體分析模型，分析隧道下穿施工過程中的各種力學(xué)演變行為；③通過分析得出襯砌施做時(shí)間是影響隧道施工的關(guān)鍵因素之一，施做越早

3、對(duì)圍巖擾動(dòng)越小。施做襯砌的時(shí)間越晚，圍巖受擾動(dòng)越厲害。開挖區(qū)模量衰減10％～30％時(shí)添加襯砌支護(hù)后，拱頂圍巖的沉降變化平穩(wěn)，30％～40％是合理經(jīng)濟(jì)的襯砌施做時(shí)間；④研究了淺埋隧道埋深條件對(duì)隧道的影響;分析了車輛荷載對(duì)高石盤隧道的影響。高石盤隧道上覆公路路面沉降在有車載情況下是無車載的2倍，控制交通就顯得尤為重要；⑤以時(shí)程分析為手段建立了有限元分析模型，研究了高石盤隧道洞口淺埋段的地震響應(yīng)，隧道襯砌以及巖土體都會(huì)發(fā)生厘米級(jí)的位移，襯砌與

4、周圍巖體能共同參與作用共同受力，拱頂圍巖、襯砌結(jié)構(gòu)應(yīng)力都隨地震的疊加作用，量值都在增加，二襯結(jié)構(gòu)在地震荷載作用下承受了更多的荷載；⑥從能量角度以介質(zhì)載體為導(dǎo)向，將地震波傳遞過程中的介質(zhì)劃分為具有時(shí)間先后順序的介質(zhì)載體單元，并通過地震災(zāi)害能的演繹轉(zhuǎn)化，分析出地震在介質(zhì)載體中的傳導(dǎo)規(guī)律;以災(zāi)變鏈?zhǔn)嚼碚摓橐劳袡C(jī)制，推演災(zāi)變性破壞的地震對(duì)結(jié)構(gòu)的介質(zhì)載體—鏈?zhǔn)狡茐臋C(jī)理;基于地震災(zāi)害能的介質(zhì)傳導(dǎo)與災(zāi)變鏈?zhǔn)窖莼?，提出淺埋隧道以孕源斷鏈防災(zāi)、傳導(dǎo)過程減