扁平特大斷面公路隧道荷載模式及應(yīng)用研究.pdf

1、扁平特大斷面公路隧道是近幾年為適應(yīng)多車道高速公路建設(shè)而發(fā)展起來的一種隧道形式。它在跨度、扁平率，開挖方法上不同于普通的單洞雙車道公路隧道，其受力及應(yīng)力重分布的情況更加復(fù)雜。但是，當(dāng)前我國扁平特大斷面公路隧道修建數(shù)量較少，積累的設(shè)計、施工實踐經(jīng)驗十分匱乏；設(shè)計規(guī)范或標(biāo)準(zhǔn)尚未出臺。為此，論文以目前國內(nèi)最長的龍頭山單洞四車道特大斷面公路隧道為工程背景，基于荷載．結(jié)構(gòu)設(shè)計理論，在荷載模式、斷面形式和支護參數(shù)等方面進行深入的研究。論文主要的研究內(nèi)

2、容和取得的成果如下： 總結(jié)、分析和評價當(dāng)前的各種圍巖壓力及松動荷載計算方法的研究進展情況；對當(dāng)前的各種松動荷載計算方法進行適應(yīng)性分析，深入論證特大斷面大跨度公路隧道荷載研究的必要性。結(jié)合依托工程，討論當(dāng)前荷載及圍巖壓力計算方法在扁平特大斷面隧道計算中存在的問題。 提出適合于扁平特大斷面隧道荷載計算方法的基本思路，即過程荷載計算方法。討論過程荷載計算方法與傳統(tǒng)的狀態(tài)荷載計算方法的區(qū)別與聯(lián)系，討論和分析過程荷載計算方法的實現(xiàn)

3、過程和基本特點。 分析和驗證過程荷載計算方法的合理性。通過龍頭山隧道現(xiàn)場試驗，分析圍巖內(nèi)部位移量測的試驗數(shù)據(jù)，討論隧道松動區(qū)范圍的發(fā)生和發(fā)展趨勢、永久荷載大小及分布規(guī)律；驗證基于過程理念的荷載計算思路的合理性?；跀?shù)值分析軟件，建立扁平特大斷面的計算模型，分析隧道松動區(qū)隨開挖過程的發(fā)展規(guī)律，從定性的角度驗證過程荷載計算思路。 建立扁平特大斷面隧道過程荷載計算方法的具體應(yīng)用形式。推導(dǎo)過程荷載計算方法的應(yīng)用公式，完善過程荷載

4、計算方法的具體應(yīng)用步驟、方法和模型；討論應(yīng)用過程中的一些具體問題。最后，通過實例說明過程荷載計算方法的使用程序和操作過程。 以工程造價為目標(biāo)函數(shù)，實現(xiàn)了基于過程荷載計算方法的扁平特大斷面隧道結(jié)構(gòu)優(yōu)化。通過分析對比基于過程荷載的隧道全局優(yōu)化結(jié)果、基于狀態(tài)荷載的隧道全局優(yōu)化結(jié)果、實際依托工程設(shè)計參數(shù)，給出基于過程荷載設(shè)計方法的扁平特大斷面公路隧道的斷面形式及主要支護參數(shù)的取值建議。 論文從應(yīng)用角度出發(fā)，建立了扁平特大斷面公路