隧道新型洞口段景观设计及数值仿真分析.docx
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1、 隧道新型洞口段景观设计及数值仿真分析 石喜梅摘 要:隧道洞口段是隧道进出的咽喉,是隧道结构唯一完全暴露的部分。选取新型切削式隧道洞门中的正交洞口和斜交洞口两种型式对其人文景观及美学艺术与传统洞门对比分析。并对这两种洞门型式进行数值仿真分析,验证其型式的可行性和合理性。关键词:新型洞门;景观要素;轴力;弯矩;围岩压力隧道位置选定以后,隧道的长度由它两端的洞口位置确定。隧道洞口段型式的选择直观体现了隧道外貌。隧道洞口段除了满足结构安全和基本功能要求之外,与周边自然景观及当地地域文化的融合也是对它的设计提出新的要求。因此,对它的景观要素的要求,如何更加环保、更符合景观及美学艺术将是未来洞口段设计的
2、重点。1 洞口段景观设计分析1.1 传统与新型洞门分析从目前世界上隧道洞口段的设计门类来看,洞门的建筑风格多是封闭式拱形门类建筑。该类型洞门建筑元素多,可作文章多较为壮观,比如秦岭隧道、二郎山隧道见图1(a)。但是建筑规模大,边仰坡、天沟开挖造成植被破坏,且对山体稳定不利,不利于环保,对不装修的显得也不美观,千篇一律。社会的可持续发展战略,人们对环境美学要求的日益提高,迫切需要我们革新隧道洞门及洞口的设计理念,应该从传统的 “温饱型”设计(只满足洞门基本功能要求)向新型的“小康型”设计(不仅满足基本功能,同时强调环境景观要求)转变。由环框式洞门演变而来新型切削式隧道洞门。建筑形式简约,装饰性建
3、筑可繁可简,环保、美观大方、自然。施工时刷坡少,尽可能的不破坏植被,有利于防止水土流失;而且能与周边环境很好的融为一体,体现可持续发展思想及与周围环境相协调的美学原则,见图1(b)。传统挡土墙式隧道门主要作用是挡土,维护洞口山体稳定,大多不做更多裝饰性建筑设计。这样做的原因是:传统挡土墙式隧道门是建立在原来的隧道修建技术基础之上的,洞门必须开挖边、仰坡,创造一定埋深才能暗挖进洞,随之洞顶植被被砍伐,边、仰坡刷坡以外一定区域又要修天沟(洞顶排水沟),造成局部环境破坏,随着现代隧道技术的发展及环保、景观等要求的提高,这种传统的挡土墙式隧道门显然已不能适应发展的需要,随之而产生了以洞身延出斜切式为代
4、表的现代式洞门建筑。1.2 新型洞门的景观要素及基本组合新型洞门更注重自然景观与人工景观的协调即造园艺术。其中对自然景观更关注地形和地貌。如植被有无、植被组成发育程度、秃山岩石形态等。对于人工景观侧重于当地人文建筑文化(建筑符号)、隧道孔数、装饰材料(材质)、铭牌形式和洞口相连工程,如桥隧相连、路隧相连、洞口设风机及辅助用房、双线水平之间未有开阔地带可造园,双线高低、前后、错落等。根据切削方式的不同及一些功能上的要求,新型隧道洞门的基本类型包括:直切,正切,倒切,弧形挡墙几种,又根据洞门与山体的相交关系分为正交和斜交两种情况。其中组合类型见表1。2 新型洞门的数值仿真分析2.1 数值模型为了确
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