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李家冲大跨度隧道施工与上覆高压输电铁塔相互影响分析

作　者: 杨元洪
导　师: 阳军生；杨峰
学　校: 中南大学
专　业: 土木工程
关键词: 大跨度隧道 高压输电铁塔 相互影响 数值模拟 监测
分类号: U451
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 32次
引　用: 1次
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内容摘要


隧道开挖不可避免将引起地层位移和变形,特别当隧道浅埋、开挖跨度又大时,扰动更加明显。京珠复线长沙至湘潭高速公路李家冲隧道跨度大,且全线浅埋,隧道洞顶坐落有一座500kV输电铁塔,隧道施工风险极高。如何确保输电铁塔的安全,是隧道施工面临的最大难题。本文采用三维数值模拟分析隧道施工与铁塔之间的相互影响关系及其规律,为现场施工提供依据和理论支持,并在施工过程中通过实时监测及时反馈信息,指导施工。主要研究内容如下：(1)在现场调研和文献研究的基础上,对李家冲隧道施工的风险进行分析,并提出铁塔加固与隧道施工比选方案,以降低风险。(2)利用ABAQUS建立地层-隧道-铁塔的整体模型,对李家冲隧道下穿电塔的施工全过程进行三维数值模拟,分析铁塔与隧道相互之间的影响及规律,并对铁塔不同的加固与施工方案的效果进行评价,提出可供实施的具体方案。(3)现场施工过程中对李家冲隧道及铁塔进行实时监测,得出隧道围岩变形、支护结构受力、铁塔沉降、铁塔内力等的变化大小及变化规律,确保隧道施工和铁塔安全。并与数值模拟的结果进行对比分析,验证计算是否可靠有效。(4)综合现场监测和数值模拟的分析结果,获得李家冲大跨度隧道施工与上覆高压输电铁塔相互影响的特征,丰富隧道施工与临近结构物相互作用的研究内容,为类似工程提供指导。

全文目录


摘要  3-4
ABSTRACT  4-8
第一章 绪论  8-14
  1.1 问题的提出  8
  1.2 国内外研究现状  8-13
    1.2.1 大跨度隧道施工对地层位移及结构物的影响  8-11
    1.2.2 地下开挖对输电铁塔影响的研究现状  11
    1.2.3 输电铁塔的数值模拟分析  11-12
    1.2.4 输电铁塔的监测  12-13
  1.3 本文主要研究内容  13-14
第二章 李家冲隧道工程概况  14-27
  2.1 工程简介  14-15
  2.2 工程地质条件  15-16
    2.2.1 工程地质  15-16
    2.2.2 文水地质条件  16
  2.3 隧道设计概况  16-18
  2.4 输电铁塔概况  18-20
    2.4.1 铁塔分类  18
    2.4.2 铁塔构成  18
    2.4.3 铁塔荷载  18
    2.4.4 几何尺寸  18-20
  2.5 隧道施工风险分析及方案优化  20-25
    2.5.1 风险分析  20-23
    2.5.2 施工方案比选  23-25
  2.6 本章小结  25-27
第三章 李家冲隧道施工与上覆高压输电铁塔相互影响三维数值模拟  27-55
  3.1 数值模型的建立  27-31
    3.1.1 模型选择  27-31
    3.1.2 计算参数的选取  31
  3.2 施工过程的模拟  31-32
  3.3 计算结果与分析  32-53
    3.3.1 位移分布  32-47
    3.3.2 地层竖向应力  47-48
    3.3.3 围岩塑性区  48-50
    3.3.4 铁塔内力  50-52
    3.3.5 初支应力  52-53
  3.4 本章小结  53-55
第四章 李家冲隧道施工实时监测与分析  55-75
  4.1 现场施工简介  55-58
    4.1.1 电塔加固  55-56
    4.1.2 隧道施工  56-58
  4.2 现场监测  58-62
    4.2.1 隧道测试p方案  58-59
    4.2.2 仪器布置  59-60
    4.2.3 铁塔测试方案  60
    4.2.4 仪器布置  60-62
  4.3 右洞施工监测结果与对比分析  62-73
    4.3.1 周边收敛  62-63
    4.3.2 拱顶沉降  63-64
    4.3.3 钢拱架内力  64-66
    4.3.4 地表沉降  66-67
    4.3.5 铁塔内力  67-69
    4.3.6 框架梁内力  69-71
    4.3.7 塔基位移  71-73
  4.4 本章小结  73-75
第五章 结论与展望  75-77
  5.1 结论  75-76
  5.2 展望  76-77
参考文献  77-86
致谢  86-87
在学期间发表的学术论文及参加的科研项目  87

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中图分类: > 交通运输 > 公路运输 > 隧道工程 > 隧道结构理论
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