大跨度连拱隧道围岩与结构力学特性的现场测试与数值分析的开题报告

大跨度连拱隧道围岩与结构力学特性的现场测试与
数值分析的开题报告
1.研究背景
随着交通建设进程的加快，大跨度隧道非常的普遍，尤其是在高速
公路的建设中。

大跨度连拱隧道是一种常用的结构形式，其结构体系具
有稳定性好、适应性强等特点。

在连拱隧道的设计和施工过程中，围岩
和结构的力学特性通常需要进行现场测试和数值分析。

2.研究目的和意义
本研究旨在通过现场测试和数值分析，深入研究大跨度连拱隧道围
岩与结构的力学特性，为隧道的建设提供重要的参考。

具体目的包括：
1）通过现场测试，获取大跨度连拱隧道围岩和结构的力学性质参数，并分析其不均匀性和变化规律。

2）利用有限元方法，建立大跨度连拱隧道的结构模型，并开展数值分析，研究围岩和结构在荷载作用下的应力、应变和变形特性，探究围
岩和结构互相影响的力学机制。

3）通过对现场测试和数值分析结果的对比分析，验证数值模型的可靠性和精确性，提高相关技术和方法的应用水平。

同时，为隧道的施工
和运营提供科学合理的设计和管理方案，为实现隧道工程安全、稳定、
高效地运行奠定坚实基础。

3.研究内容和方法
本研究将从以下几个方面进行研究：
1）大跨度连拱隧道围岩和结构的力学性质测试方法及测试结果分析。

2）建立基于有限元方法的大跨度连拱隧道结构模型，考虑围岩、拱肋、支座、挡土墙等因素的影响。

3）在数值模型中设置合适的荷载，开展数值分析，探究结构体系的受力特征和变形规律。

4）通过对测试和分析结果的对比分析，验证结构模型的准确性和可靠性，提出相应的设计和管理方案。

本研究主要采用实地测试、数值模拟分析、对比分析等方法，通过理论和实践相结合的方式，深入研究大跨度连拱隧道围岩与结构力学特性，为建设和运营提供科学依据。

4.预期成果
本研究预计获得以下成果：
1）对大跨度连拱隧道围岩和结构的力学特性进行了深入研究，提出了相应的设计和管理方案，并为相关技术和方法的进一步优化提供了科学参考。

2）建立了大跨度连拱隧道的有限元模型，探究其围岩和结构的相互影响和作用机制，验证了数值模型的准确性和可靠性。

3）发表学术论文数篇，参加国内外学术会议，向学术界和工程领域传递相关知识和成果。

5.计划进度
时间节点内容
2021年10月至 2022年6月选题、讨论、设计研究方案
2022年7月整理相关资料、文献、开始现场测试等工作
2022年7月至 2023年9月大跨度连拱隧道围岩与结构力学特性现场测试及数据分析
2023年10月至 2024年2月建立有限元模型，开展数值模拟分析
2024年3月至 2024年6月分析与验证，撰写论文和发表成果
6.参考文献
1. 李玉辉. 基于有限元方法的大跨度拱桥结构动力特性与可靠度分析
[D]. 哈尔滨工程大学, 2019.
2. 陈广强. 岩土体的裂隙变形与力学性质研究[D]. 哈尔滨工业大学, 2016.
3. 史铭. 大跨度连续梁桥稳定性分析研究[D]. 武汉理工大学, 2018.
4. 王月洋. 大跨度连拱隧道工程中围岩变形规律分析[D]. 上海海事大学, 2020.。