桥梁与隧道工程论文范文参考 桥梁与隧道工程毕业论文范文[精选]有关写作资料

目录

1. 第一篇桥梁与隧道工程论文范文参考：桥隧工程安全监测的光纤光栅传感理论及关键技术研究
2. 第二篇桥梁与隧道工程论文样文：高速公路桥隧过渡段力学行为与动力响应研究
3. 第三篇桥梁与隧道工程论文范文模板：隧道施工对不同基础类型桥梁的影响评价及工程应用
4. 第四篇桥梁与隧道工程论文范例：桥隧相连工程多源损伤力学行为与控制技术研究
5. 第五篇桥梁与隧道工程论文范文格式：水平层状隧道围岩压力拱理论研究

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第一篇桥梁与隧道工程论文范文参考：桥隧工程安全监测的光纤光栅传感理论及关键技术研究

随着我国现代化建设的不断深入,桥梁和隧道工程建设快速发展,且工程建设重点逐渐向复杂地区转移,与此同时施工环境逐渐恶劣,地质条件越发复杂,桥梁与隧道工程建设施工期与服役期的安全事故频发,并造成严重的人员伤亡与经济损失.针对灾害类型及事故特点,研究适用于桥梁与隧道工程安全监测的传感理论与技术,是解决桥隧工程安全难题的有效方法.光纤光栅(Fiber Bragg Grating, FBG)传感技术以其材质、精度、组网能力等优势,为解决该难题提供了可行的途径,但目前桥隧工程安全监测领域,植入光纤光栅的智能土工材料研究较少,传感器件大多仅考虑普通光纤光栅轴向均匀应变特性,器件选择与传感特性研究较为单一,微型化与高精度的光纤光栅传感器研究不够完善,不能满足复杂环境下桥隧工程实时监测的需要.

针对上述问题,本文以桥梁与隧道工程安全监测为应用背景,研究光纤光栅传感理论与关键技术,以桥隧工程中不同灾害类型的工程现场应用及模型试验为依托,在分析光纤光栅轴向应变传感模型的基础上,根据桥隧工程的应用需求,采用有限元法优化设计了微型化、高精度光纤光栅传感器系列；发挥光纤光栅可植入性强的巨大优势,研究光纤光栅与土工格栅的在线复合工艺,研制了集测量与加固于一体的智能土工格栅及其二维、三维变形场传感方法；以新型光纤光栅的传感特性为突破口,研究了复杂空间应力条件下啁啾、相移光纤光栅的光谱变化规律,实现了光纤光栅传感器在桥隧工程现场及模型试验中应用,最后基于支持向量回归机对缺失数据进行修补,进一步提高系统的智能性与可靠性.本文的主要研究工作如下：

1、根据桥隧工程某些应用场合对小体积、多参数传感器的需求,在分析光纤光栅传输理论与传感模型的基础上,基于有限元力学仿真,对多参数光纤光栅传感器进行优化设计,研制了高精度、微型化的光纤光栅传感器系列,包括：应变损失小的表贴式光纤光栅应变传感器、高精度的光纤光栅位移传感器、与被测介质匹配良好的微型光纤光栅土压力计、适用于裂隙与管道流速实时监测的光纤光栅流速计,详细研究了不同参数传感器的传感原理与性能特性,为桥隧工程安全监测特殊场合的应用提供有效的技术手段.

2、针对桥隧工程的智能土工材料研究的不足,以桥隧工程中用于结构加固的土工格栅为载体,结合光纤光栅易植入、局部检测精度高、成本低等的优势,通过研究光纤光栅与土工格栅的在线植入工艺,研制了集测量与加固于一体的智能土工格栅；组建基于自修复FBG传感网络的智能土工格栅传感系统,并开展智能土工格栅拉伸性能试验,验证光纤光栅对格栅拉伸的响应特性.在此基础上重点研究了基于离散曲率的土工格栅变形传感方法,实现了基于智能土工材料的桥隧工程中二维及三维变形场传感,通过仿真与实验验证了其可行性,本章研究填补了具有空间变形场自传感功能的桥隧工程智能型土工材料的研究空白.

3、针对均匀光纤光栅在空间复杂应力下容易发生光谱畸变,造成无法实现复杂应力的测量,且轴向应变测量严重失真的难题,以啁啾光纤光栅(Chirped Fiber Bragg Grating, CFBG)与相移光纤光栅(Phase Shifted Fiber Bragg Grating, P*BG)这两种典型的非均匀光纤光栅空间应力传感特性为突破点,通过分析啁啾、相移光纤光栅这两种新型光纤光栅传感器件的空间“力—光”特性,研究其在轴向均匀与非均匀受力、不同大小径向力、不同径向力分布角度等复杂空间应力下光谱形状、中心波长、带宽、反射率等光谱信息的响应规律,获取了基于非均匀光纤光栅的复杂空间应力测量方法,并拓宽了新型光纤光栅器件的应用领域.

4、针对桥梁与隧道工程中传统传感方式监测精度低、匹配性差的缺陷,组建了基于高精度与微型化光纤光栅传感器系列的光纤光栅传感系统,并应用于桥梁与隧道工程现场及模型试验中.针对桥梁与隧道工程中不同的事故类型与应用场合,分别对隧道支护变形、桥梁节段接缝位移、动水注浆裂隙流场流速、海底隧道围岩压力等不同物理参数进行实时监测,分析这些监测参数对隧道变形、桥梁下挠、突水等灾害治理、围岩应力释放等过程的响应规律,验证系统中光纤光栅传感器系列的实用效果.

5、针对监测过程中的光纤光栅传感系统由于光谱畸变或传感器损坏可能造成关键点数据突然缺失的问题,研究基于支持向量机(Support Vector Machine,SVM)的缺失数据修补方法,首先根据其他传感器及影响因素与待修补传感器的相关性,建立数据缺失前待修补传感器数据与各影响因素的非线性函数关系模型,随后,根据该模型以其他传感器及影响因素为测试集输入,计算待修补传感器的缺失数据,实现对改点缺失数据的估计与修补,进一步提高安全监测中光纤光栅传感系统的智能性与可靠性.

第二篇桥梁与隧道工程论文样文：高速公路桥隧过渡段力学行为与动力响应研究

随着高速公路的建设逐渐进入山岭重丘区,桥梁隧道工程也日益增多.桥隧过渡工程最显著的特点是相互连接的桥梁与隧道之间存在着相互影响,桥梁、隧道和周边岩体受到的扰动更多,其力学行为更为复杂.但是,目前国内外对桥隧过渡工程的研究十分有限,如何对‘施工过程中进行优化,以及如何分析车辆荷载对桥隧过渡段结构的动力作用都是值得关注的问题.针对以往研究中的不足,本文建立室内相似模型,首次利用室内试验研究了桥隧连接工程在重复行车荷载下围岩及结构的应力应变特征,及疲劳损伤.随后利用数值模拟手段,研究了桥隧结构在周期行车荷载下的动力响应.随后根据桥隧连接处存在沉降差异的特点,推导了重载汽车通过沉降差异处的振动方程,并建立相应的隧道振动响应方程,以此求得隧道在车辆冲击荷载下的动力响应.以室内试验,数值模拟及理论分析等手段研究桥隧过渡结构在行车荷载作用下力学行为与动力响应,在此基础上分别针对隧道边仰坡的参数反演,稳定性分析以及隧道施工围岩的力学行为进行了研究,阐明了隧道围岩在施工过程中的力学行为变化,为桥隧过渡段的设计施工提供了理论依据.最后结合现场试验,将本文研究成果与实际测试结果进行对比,验证了本文的理论计算的正确性.本文获得的具体研究成果有如下几点：

(1)在确定试验材料和试验方案的基础上,研究了不同工况下桥隧过渡段施工过程中,隧道围岩压力变化情况,洞口附近围岩及边仰坡土体的稳定性.在此基础上,研究了不同工况下桥隧邻接工程在后期运营阶段,汽车荷载及其冲击作用下,桥、隧结构各关键部位及洞口土体的受力、变形、位移和沉降情况,及工程中常见的病害机理.

(2)利用有限元软件MIDAS-GTS,建立了桥隧过渡段的三维数值计算分析,并根据车辆动荷载的大小与时变规律,施加动力荷载.通过桥隧过渡段的围岩衬砌应力,位移的比对分析,研究车速与桥隧过渡段的不同形式对其稳定性的影响.对两种不同的基础形式在动荷载作用下的动力反应进行对比,分析提出合理的桥隧搭接过渡段结构形式,为方案比选提供理论依据.

(3)在桥台与隧道衬砌的连接处,两者之间的沉降差异使车辆通过桥隧过渡段时对路面产生冲击作用.考虑车体自身的纵向转动与倾覆,车辆通过桥隧连接段的过程视为一定初始条件下的受迫振动,根据D',Alembert原理,建立了三自由度与五自由度下,车辆与路面的动力耦合计算模型并给出其振动方程.并利用Laplace变换,对该系统的动力响应进行分析,求得各车轮冲击力随时间的变化规律.为了研究上述冲击荷载对隧道断面的动力效应,将根据已有两相饱和介质Green函数,利用Lamb积分公式,结合隧道断面特征,以解析积分法推导了矩形和圆形断面隧道在上述衰减动力荷载下的振动反应,并研究了该荷载作用于隧道底部任意位置时的隧道振动位移反应表达式闭合解、反应时程曲线、瞬态和稳态的振动形态.

(4)为了获取隧道的边仰坡物理力学参数,采用位移反分析技术对其进行研究.分别针对层状以及均质边坡,分别提出了基于模糊数学以及测斜曲线分析的反分析技术,并给出其目标函数.结合工程实例,计算了的目标函数的敏感度,证明其有效性.根据参数反演的结果,利用FLAC3D软件,利用多滑动面技术,分析隧道边仰坡的稳定性.

(5)利用有限差分软件FLAC3D建立桥隧过渡段计算模型,分别模拟了不同围岩级别下,桥隧搭接段与邻接段的围岩应力、围岩塑性区、洞周位移及地表位移规律.并比较了不同施工方法(台阶法,侧壁导坑,CRD法)对围岩稳定性的影响,并对扩大基础与桩基础条件下,桥隧邻接段围岩以及桩体自身应力应变规律进行研究,为施工方案的选择提供指导.

第三篇桥梁与隧道工程论文范文模板：隧道施工对不同基础类型桥梁的影响评价及工程应用

由于土地资源匮乏,城市土地高度利用,从而出现许多新建的城市隧道只能沿着既有立交桥延伸,隧道邻近既有桥梁的建设现象十分常见.隧道穿越既有桥梁施工的相互影响是个十分复杂的问题,因此,目前迫切需要针对这种邻近施工的相互影响进行系统而全面的研究.

本文采用理论分析、数值分析和现场测试相结合的研究手段,主要针对隧道穿越既有桥梁的围岩位移和应力分布特征、上部基础存在的影响及其附加变形等进行研究,主要研究成果和结论如下：

1、在参考大量文献的基础上,认识到桥梁结构与房屋结构形式和下部基础不同,因此需针对桥梁结构的受力和变形得到其存在时对于围岩应力应变分布规律的影响,并总结扩大基础和桩基础的附加变形和内力规律,

2、借助孔口问题的复变函数解法,将扩大基础上部荷载转换为作用于地表的均布荷载,编制计算程序,得到计算范围内的解析解,并针对西安地铁平行穿越长安立交桥和金沙洲隧道垂直穿越沙贝立交桥的两种特殊情况进行验证,

3、给出端承桩和摩擦桩的桩顶、桩底边界条件,按两阶段法利用MATLAB编程计算得到隧道开挖引起邻近端承桩和摩擦桩的单桩桩侧负摩阻力分布及桩身沉降,并通过对影响桩侧负摩阻力的参数化研究,得到桩侧负摩阻力影响因素的影响规律,

4、根据单桩的遮拦效应,进行了隧道开挖引起的摩擦桩群桩相互影响分析；提出衡量摩擦桩极限承载力下降程度的评价因子K,将其定义为摩擦桩单桩负摩阻力之和与摩擦桩承载能力限值的比值,并应用于深圳地铁区间穿越梅龙桥的群桩计算,

5、通过对金沙洲隧道穿越沙贝立交桥段的施工现场测试,得到开挖断面围岩变形情况、支护结构内力分布、地表沉降、扩大基础墩台沉降、桩基础沉降以及桥梁顶梁沉降等,在此基础上对隧道施工引起不同基础类型桥梁的影响进行评价,

6、建立考虑桩土接触的三维有限元数值模型,系统研究了隧道开挖过程中掌子面前方围岩的动态变形规律、地层位移分布、洞内支护结构以及桥梁基础的附加变形等等,并结合现场观测的结果,得到不同地段(土体自由场、下穿扩大基础段、下穿桩基础段)的施工差异、地层应力应变分布状态,系统讨论了隧道穿越不同基础类型桥梁的影响.

7、以国家重点工程武广客运专线金沙洲隧道下穿沙贝立交桥、西安地铁二号线穿越长安立交桥段以及深圳地铁区间穿越梅龙桥为工程依托,结合理论分析、现场测试和数值模拟等研究成果,系统研究了隧道穿越不同基础类型桥梁的影响评价,取得了满意的成果.

第四篇桥梁与隧道工程论文范例：桥隧相连工程多源损伤力学行为与控制技术研究

摘 要 ：桥隧相连工程,是桥梁、隧道、洞口围岩及其防护工程的复杂组合体,在国内、外均有十分广泛的应用.我国西部、南部很多山区的高速公路中,桥隧相连的现象十分普遍,其显著的特点是桥梁、隧道及洞口岩土体之间存在相互影响,因此受到的扰动或损伤来源广泛,在各种作用下的力学行为也异常复杂.尤其是软弱围岩条件下的桥隧相连工程,由于各结构或部位间的相互影响更加显著,其桥、隧结构各关键部位、洞口围岩及附近岩土体的多源损伤、力学行为以及各类工程病害的产生和发展,必然是多种复杂影响因素的耦合作用的结果.然而,目前国内外对软弱围岩(如Ⅳ、Ⅴ级围岩)中桥隧搭接(或邻接)工程的研究,存在着对施工过程及后期运营中的桥梁与隧道结构各部位、洞口围岩及附近岩土体等的多源损伤或多部位损伤与力学行为响应或病害规律及机理鲜有深入研究的情况,以及极少考虑桥、隧、岩三者间的相互影响或长期的车辆荷载(尤其是重载、超载车辆)及其冲击作用对桥隧相连段中桥、隧结构及相关岩土体等产生的各种不利影响的现状.

随着桥隧相连在国内外的日益广泛应用和发展,越来越多的多源损伤或工程病害现象以及各种复杂多变的影响因素与相关问题的不断出现,在对相关工程的设计、施工提出新要求的同时,还必须慎重考虑其对大量已建成的桥隧相连工程在后期运营、管理或维护中产生的各种具体影响等问题.

针对上述问题,本文结合贵州省重大专项研究项目(200904)和湖南省交通科技项目(200928)“桥隧相连工程多源损伤力学行为与控制技术研究”,在试验和理论研究的基础上,主要开展了以下几项工作：

(1)在阐述和分析桥隧相连工程应用及主要特点的基础上,分析了桥隧相连工程的多源损伤特点,探讨了导致桥隧相连工程多源损伤及复杂力学行为机理,并分析了诱发桥隧相连多源损伤与复杂力学行为的主要影响因素.

(2)通过多工况下的桥隧相连工程室内模型试验研究,初步探讨了桥隧相连工程的多源损伤特点和各部位间的相互作用机理,在桥隧相连的施工过程及后期运营中桥梁、隧道各部位及周围岩土体等的力学行为特征,易出现的各种损伤或病害的诱发机理及发展规律,并根据相关模型试验结果提出了控制或减少多种损伤或病害产生或发展的合理化建议.

(3)分析了桥隧相连中各种工程材料的损伤特性,给出了材料普适弹塑性本构关系的详细表述,并以此为基础探讨了材料的弹塑性损伤本构的一般形式,给出了相应的损伤本构关系、损伤演化方程的具体形式；之后,基于损伤理论探讨并分析了一些常用且适于描述桥隧相连工程中混凝土和岩土体材料各种损伤的本构模型及其具体形式,以及各自的特点和适用性.

(4)依据工程结构和材料的弹塑性损伤及疲劳损伤累积等理论和分析方法,提出了桥隧相连多源损伤力学行为数值模拟简化分析方法和考虑损伤效应的桥隧相连处桩基桥台的简化计算方法；进行了适用于软弱围岩条件下桥隧相连中桥隧结构及岩土体损伤数值分析程序和本构模型的二次开发,给出了相应的实现方法、程序分析步骤与相关计算公式的具体表达式,方便工程实际应用或简化分析时采用.

(5)根据相应的数值模拟简化分析方法,建立了一系列模拟桥隧相连多源损伤力学行为的有限元分析模型.通过系统的数值模拟计算和结果分析,研究了考虑不同部位的损伤对桥隧相连工程中桥梁、桥台及桩基础、洞口附近隧道衬砌及围岩等在车辆荷载及冲击作用下的多源损伤与力学行为(或响应)的具体影响及变化规律.

(6)基于有限元模拟,系统分析了各种车辆荷载(重载、超载车辆及冲击)作用下的软弱围岩桥隧相连段各结构或部位的多源损伤力学行为中的关键影响因素,提出了桥隧相连工程多源损伤不利力学行为与病害控制的技术措施.图80幅,表20个,参考文献216篇

第五篇桥梁与隧道工程论文范文格式：水平层状隧道围岩压力拱理论研究

高速铁路、城市地铁工程在我国的蓬勃发展,为隧道及地下工程的发展带来了机遇与挑战.压力拱效应是地下工程开挖过程中存在的最基本的力学现象之一,虽然早在19世纪就认识到隧道围岩中存在压力拱效应,20世纪初创建了自然平衡拱理论,但是在缺少研究手段的情况下,压力拱研究进展缓慢.近年来,随着数值分析方法及计算机软硬件的发展,为深入研究压力拱理论提供了可能.为此,采用数值分析方法,研究了单线隧道及并行隧道水平层状围岩内压力拱,并积极开发其相关应用.

(1)针对地下工程施工过程模拟,介绍了平面及三维模型的常用计算方法,半无限域问题边界处理方法以及初始地应力场模拟的实用方法.从洞室横断面形状及水平应力的大小研究单一水平围岩的压力拱拱体的判别方法.大量的数值模型论证了压力拱拱体为封闭的环状体,其形成条件为隧道开挖后洞室各主要部位所产生位移的最大值均相当,判断各主要部位的最大位移相当的标准为：当隧道开挖后边墙水平位移的最大值小于拱部沉降的最大值和仰拱隆起的最大值时,拱部沉降的最大值、仰拱隆起的最大值分别与边墙水平位移的最大值之比值都小于1.6；当隧道开挖后拱部沉降的最大值小于仰拱隆起的最大值和边墙水平位移的最大值时,仰拱隆起的最大值、边墙水平位移的最大值分别与拱部沉降的最大值之比值都小于1.6.依据洞室围岩内应变能增大区是否覆盖整个洞室断面以及剪应力临界线是否呈“十”字形分布,可判断压力拱是否为封闭的环状体,这一结论已经被大量的数值模型所证实.压力拱的外边界为经过特定点的最大主应力矢量流线(一段或封闭曲线).提出了绘制压力拱的近似外边界的基本准则：压力拱的外边界分布须与围岩中最大主应力矢量分布基本上趋于一致.从洞室埋深、洞室开挖宽度、岩体力学指标、施工方法等方面详细深入研究单一水平围岩中压力拱的分布规律.

(2)研究了单一水平围岩的临界成拱埋深,探讨了围岩级别、隧道开挖断面宽度与自然或人工临界成拱埋深的关系、并建立了自然或人工临界成拱埋深与隧道开挖断面宽度之间的拟合方程,分析了围岩物理力学指标对自然或人工临界成拱埋深的影响.提出覆岩系数fu和伏岩系数fd,分别研究隧道上覆地层分布或下伏地层分布对自然或人工临界成拱埋深的影响,以覆岩系数fu和伏岩系数fd的取值范围以及主层围岩的自然或人工临界成拱埋深来研究多层水平层状围岩的自然或人工临界成拱埋深.分析了覆岩系数fu和伏岩系数fd的取值、以及隧道上覆地层分布或下伏地层分布与自然临界成拱埋深的规律的主要影响因素.对于Ⅱ～Ⅴ级围岩,建立了基于单一水平围岩临界成拱的深埋与浅埋隧道分界指标的计算公式.以开挖断面宽度为7.0 m马蹄形隧道为例,初步开展了基于多层水平层状围岩临界成拱的深埋与浅埋隧道分界研究.

(3)以V级围岩以及开挖断面宽度7.0m马蹄形隧道为例,采用有限元方法,研究了隧道埋深在10-50m的情况下并行隧道水平围岩压力拱效应或拱形梁作用的分布、中岩墙厚度及力学行为对围岩压力拱效应或拱形梁作用的影响.拱形梁结构和压力拱都是从应力场的角度经过抽象所形成的力学模型,其内最大主应力矢量分布特征与荷载传递规律相同,但是由于它们形成的机理不同,因而其作用和功效亦有所差异,前者是梁作用,后者是压力拱作用.深入开展了对拱形梁结构与压力拱进行比较性研究.对于深埋隧道,提出了拱形梁结构形成所具备的中岩墙厚度条件.提出了联合压力拱效应及联合压力拱的概念,并指出联合压力拱形成所具备的中岩墙厚度条件.对于小净距隧道分类,研究了各种指标的可行性,提出了三分类指标的具体计算方法、以及提出了“A类”小净距隧道下面细分“A1类”,为深埋小净距隧道利用联合压力拱理论指导围岩锚喷设计提供了可能.

(4)依据大量的数值模型分析,基于地层损失控制,论证了浅埋隧道施工地层位移控制原理.运用数值分析方法,研究了地铁隧道下穿小河和桥梁的施工方案优选、近接施工既有地下结构安全性评估方法.在施工方案优选中,强调运用工程经验与基于数值分析方法的隧道施工力学分析相结合的综合方法.在既有地下结构安全性评估方面,根据有限元和有限差分程序各有特点,选择不同分析程序并将其结果相互印证是一种非常好的方法.

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