公路隧道结构变形的数值模拟与光纤光栅监测研究
| 摘要 | 第5-6页 |
| Abstract | 第6-7页 |
| 第一章 绪论 | 第11-19页 |
| 1.1 研究背景及意义 | 第11-12页 |
| 1.2 隧道结构数值模拟研究现状 | 第12-14页 |
| 1.3 FBG传感器在隧道结构监测中的应用 | 第14-17页 |
| 1.4 本文主要创新点 | 第17-19页 |
| 第二章 隧道施工数值模拟方法研究 | 第19-29页 |
| 2.1 引言 | 第19-20页 |
| 2.2 有限元法基本理论 | 第20-23页 |
| 2.2.1 弹性力学有限元法基本方程 | 第20-21页 |
| 2.2.2 有限元法分析求解步骤 | 第21-23页 |
| 2.3 隧道施工数值模拟理论 | 第23-25页 |
| 2.3.1 隧道开挖(卸荷)的模拟 | 第23-24页 |
| 2.3.2 隧道施工过程的模拟 | 第24-25页 |
| 2.3.3 隧道及地下工程力学模型 | 第25页 |
| 2.4 隧道施工有限元数值模拟的ANSYS实现 | 第25-27页 |
| 2.4.1 ANSYS概述及APDL语言 | 第25-26页 |
| 2.4.2 隧道开挖与支护模拟的ANSYS实现 | 第26页 |
| 2.4.3 隧道连续施工模拟的ANSYS实现 | 第26-27页 |
| 2.4.4 围岩应力逐步释放的ANSYS实现 | 第27页 |
| 2.5 本章小结 | 第27-29页 |
| 第三章 田心隧道工程概况及其有限元模型的建立 | 第29-41页 |
| 3.1 引言 | 第29-30页 |
| 3.2 隧道工程地质条件及围岩划分 | 第30-31页 |
| 3.2.1 隧道工程地质条件 | 第30-31页 |
| 3.2.2 围岩等级划分 | 第31页 |
| 3.3 隧道总体设计与衬砌设计 | 第31-33页 |
| 3.3.1 隧道总体设计 | 第31-32页 |
| 3.3.2 隧道衬砌设计 | 第32-33页 |
| 3.4 隧道施工开挖方法 | 第33-35页 |
| 3.4.1 台阶分步开挖法 | 第34页 |
| 3.4.2 台阶开挖法 | 第34-35页 |
| 3.5 有限元模型的建立 | 第35-40页 |
| 3.5.1 模拟断面的选取 | 第35-36页 |
| 3.5.2 计算范围及边界条件 | 第36页 |
| 3.5.3 计算单元的选取 | 第36-37页 |
| 3.5.4 有限元模型材料参数 | 第37-38页 |
| 3.5.5 有限元模型的建立 | 第38-40页 |
| 3.6 本章小结 | 第40-41页 |
| 第四章 台阶法施工过程有限元数值模拟与分析 | 第41-55页 |
| 4.1 引言 | 第41页 |
| 4.2 台阶法施工有限元数值模拟 | 第41-46页 |
| 4.2.1 自重应力场的模拟 | 第41-42页 |
| 4.2.2 上台阶开挖的模拟 | 第42-44页 |
| 4.2.3 下台阶开挖的模拟 | 第44-46页 |
| 4.2.4 二次衬砌施作的模拟 | 第46页 |
| 4.3 有限元计算结果分析 | 第46-54页 |
| 4.3.1 围岩位移场分析 | 第46-49页 |
| 4.3.2 围岩应力场分析 | 第49-51页 |
| 4.3.3 二次衬砌内力分析 | 第51-54页 |
| 4.4 本章小结 | 第54-55页 |
| 第五章 隧道FBG传感网的建设与监测 | 第55-69页 |
| 5.1 引言 | 第55页 |
| 5.2 隧道监测项目 | 第55-58页 |
| 5.2.1 二次衬砌应变 | 第55-56页 |
| 5.2.2 围岩压力 | 第56-58页 |
| 5.2.3 温度 | 第58页 |
| 5.3 隧道监测方案 | 第58-59页 |
| 5.3.1 监测方案的确定 | 第58-59页 |
| 5.3.2 监测频率 | 第59页 |
| 5.4 光纤Bragg光栅传感网的建立 | 第59-62页 |
| 5.4.1 二次衬砌应变监测子系统 | 第60页 |
| 5.4.2 围岩压力监测子系统 | 第60-61页 |
| 5.4.3 光纤Bragg光栅传感网拓扑结构 | 第61-62页 |
| 5.5 监测数据的处理与分析 | 第62-65页 |
| 5.5.1 监测数据的处理 | 第63-64页 |
| 5.5.2 监测数据分析 | 第64-65页 |
| 5.6 有限元模拟结果与监测数据对比 | 第65-67页 |
| 5.6.1 二次衬砌应变对比 | 第65-66页 |
| 5.6.2 围岩压力对比 | 第66-67页 |
| 5.7 本章小结 | 第67-69页 |
| 第六章 总结与展望 | 第69-71页 |
| 6.1 总结 | 第69-70页 |
| 6.2 展望 | 第70-71页 |
| 致谢 | 第71-73页 |
| 参考文献 | 第73-79页 |
| 附录A 攻读硕士学位期间研究成果 | 第79页 |
