《科研方法与论文写作入门》
课程作业
姓 名： *** 学 号： *** 学 院： 土木工程学院 专 业： 桥梁与隧道工程 任课教师： 许炜萍 副教授
二〇一五年六月五日
目 录
1 选题的背景、意义 .................................................................................................. 1 2 国内外研究动态 ...................................................................................................... 2 3 研究思路、方法、技术路线 .................................................................................. 3 3.1 研究思路 ........................................................................................................... 3 3.2 研究方法 ........................................................................................................... 3 3.3 技术路线 ........................................................................................................... 4 参考文献 ....................................................................................................................... 4
I
《科研方法与论文写作入门》课程作业
《大跨度双连拱公路隧道数值模拟与围岩稳定分析》
研究方案
1 选题的背景、意义
“19世纪是桥梁的世纪，20世纪是高层建筑的世纪，而21世纪则是人类开发和利用地下空间的世纪”,隧道和地下洞室是人类开发和利用地下空间的一条途径。随着工程技术水平的不断提高，资源开发、水利、交通和地下核工业试验等与地下工程密切相关事业的飞跃发展，双连拱公路隧道应运而生。双连拱隧道具有接线难度小，占地面积小，环境保护好等优点，同时兼有埋深较浅、地质条件较差等缺点，一般在浅埋的中短距离隧道设计中被较多地采用。双连拱隧道与分离式单洞隧道相比有很多优点，主要有：避免了洞口分幅路基，减少了占地，与洞外线路连接方便；在傍山或娅口地形有利于洞口位置的选择，并可减少隧道长度；避免了隧道洞口特大桥分幅，特别是跨河大桥；可保持路线线形流畅，且断面造型美观；城市中双连拱隧道可以大大减少拆迁，降低工程费用。为克服地形、地物的制约，隧道越来越多的采用连拱结构型式。
据文献报道，我国最早成型的公路连拱隧道，是建于1993年的广州市白云山三车道连拱隧道，其跨度达到31.5m。连拱隧道的建造数量在我国发展发展迅猛，20世纪90年代我国只有十余座连拱隧道，进入新世纪以来数量迅速增多，目前为止我国是世界上在建和已建连拱隧道最多的国家。
日本和以意大利为中心的奥地利、瑞士、法国等欧洲国家在连拱及连拱型结构物修建方面已有相当的设计施工经验，但因其结构的特殊性和设计施工技术的复杂性，一直都是各国隧道工程领域的重点研究对象。虽然我国在建和已建的连拱及连拱型结构物的数量居世界第一，但已建成的数量还很少，缺乏可借鉴的设计施工经验，同时目前国内在建和拟建的连拱和连拱型结构物普遍存在施工方法单一、总体支护体系普遍过强但局部位置又相对较弱、己修筑的衬砌产生大面积裂缝、衬砌接头处严重漏水、进出口浅埋段及低类别围岩段工程造价过高等问题，随着新一轮基础设施建设尤其是
1
《科研方法与论文写作入门》课程作业
西部大开发高潮的到来，连拱及连拱型结构物必将大量出现，2002年交通部己批准将连拱隧道的修建技术研究列为西部交通主要科研项目之一，对连拱和连拱型结构物开展综合修建技术研究具有很强的工程意义和经济意义。
在连拱隧道的开挖过程中，隧道围岩发生卸荷回弹和应力重分布，若围岩应力变化大或者岩体强度低以致不足以适应这种应力重分布，隧道围岩就会丧失其稳定性，如果不及时加固或未保证加固质量，都会引起隧道围岩的变形破坏，对隧道的施工和运营造成危害，连拱隧道更因地质条件差而存在着隧道围岩失稳变形破坏的隐患。
鉴于此，本文通过对隧道施工过程的数值模拟，指出隧道施工过程中围岩应力强度相对薄弱部位，预测和预防围岩的局部失稳破坏和累进式破坏，以确保围岩稳定性达到高速公路工程对隧道围岩的具体要求。同时得出一套适合现代信息化施工的隧道围岩稳定性研究方法，从而为隧道围岩稳定性分析适合现代信息化的施工贡献力量，将ANSYS 应用于隧道工程围岩稳定性分析中做些基础性的工作，为后来者提供借鉴。
2 国内外研究动态
我国于上世纪90年代陆续开始采用连拱隧道方案，虽然起步较晚，但到目前为止已建和在建的总数却位居世界之首。根据我国近年公路连拱隧道迅猛发展形势的需求，有关建设单位、研究所、设计院、高校和施工单位抽调专门人员共同组织联合研究体形式，对设计和施工中存在的一些实际问题，及时进行了研究，迅速解决施工中存在的难题和指导施工。目前连拱隧道的研究方法主要有理论分析、计算机数值模拟、现场试验（量测）和室内相似模拟试验等。
连拱隧道是在日本从1974年在伊祖隧道首次采用，我国也于20世纪90年代开始陆续采用。与此同时，自1972年8月在美国芝加哥召开第一次“快速掘进与隧道工程”会议以来，国际上先后开过8次有关的国际学术会议，每次会议都对隧道施工超前地质预报问题予以极大的重视。国外的日、德等发达国家都在这方面做过大量的工作和研究，例如日本在20世纪青函隧道施工过程中使用了超前导坑202m孔深的水平超前钻探及声波探测技术预报地质构造、断层位置等。
日本连拱隧道自1974年伊祖隧道首次施工以来，到2001年为止，约有30座左
2
相关推荐：
loading