地下隧道力学问题理论分析和数值模拟分析开题报告

1. 研究目的与意义

一、文献综述

隧道发展历史悠久，早在公元前2180-2160年时，人类就在巴比伦的幼发拉底河下修建了一条地下人行道。我国在公元66年时修建了供车马和行人通行的石门隧道，这是我国历史上最早的人工山体隧道。1907年詹天佑主持修建了我国第一条铁路隧道-八达岭隧道。

进入21世纪，人类对地下空间的利用进入了新的发展阶段。截至2012年，我国已建成公路隧道7384座、总长5122.6km，建成通车的铁路隧道10000多座，总长度超过12000km。中国已成为世界上隧道及地下工程建设数量最多、规模最大的、发展速度最快的国家。

2. 研究内容和预期目标

1.阅读文献资料了解地下隧道在岩体、在土体中面临的问题有哪些，了解地下水对隧道衬砌的作用。

在岩体中的隧道，可以将围岩作为承载主体，用支护结构的强度来控制围岩的应变，更加适合柔性衬砌，围岩和衬砌可以视为一个整体。在土体中支护结构是承载主体，支护结构用刚性衬砌来抵抗土层的荷载，土体中隧道还会受到地下水的影响，根据对地下水的不同处理，又有全堵、排导、堵水限排三种计算。

2.进行一个简单的隧道力学问题分析

隧道的开挖破坏了土体、岩体原有的平衡状态，总结出作用在隧道上的荷载和土体、岩体的参数。通过弹塑性方法分析应力状态，计算衬砌是否满足承载的要求、维持土层的稳定状态。

3. 研究的方法与步骤

（1）查阅相关的文献资料，了解隧道概念及其力学问题；

（2）查阅资料总结隧道工程建设中的主要力学参数；

（3）围绕我所研究的内容，通过查找数据库及书籍补充完善相关的文献资料，并且

补充学习未知的内容；

4. 参考文献

[1] 陈志敏，欧尔峰，马丽娜.隧道及地下工程[m].清华大学出版社.2014

[2] 陈宗基.地下巷道长期稳定性的力学研究[j].岩石力学与工程学报.1982.1（1）： 1-19

[3] 李树忱, 李术才, 杨春武.软岩隧道建造过程三维有限元仿真分析[j].山东科技大学学报.2001.6

5. 计划与进度安排

（1） 2月29日——3月20日文献检索，提交开题报告

（2） 3月21 日——4月24日论文研究，提交外文翻译初稿

（3） 4月25日——5月29日论文研究，提交论文初稿

（4） 5月30日——6月5日论文修改，提交论文终稿