【碩士】黃土隧道洞口段支護(hù)結(jié)構(gòu)力學(xué)特性研究【2009】

內(nèi)容簡介

　　學(xué)科專業(yè)：橋梁與隧道工程　　授予學(xué)位：工學(xué)碩士　　學(xué)位授予單位：長安大學(xué)　　學(xué)位年度： 2009年　　為了研究黃土公路隧道洞口段支護(hù)結(jié)構(gòu)的力學(xué)特性，以國道主干線青島～銀川陜西境吳堡至子洲段高速公路劉家坪2號隧道為依托，結(jié)合隧道的地質(zhì)條件和工程條件，在隧道洞口段選擇了三個斷面作現(xiàn)場試驗研究，其中一個是套拱斷面，另外兩個是Ⅵ級圍巖斷面。在所選擇的三個斷面中布設(shè)了測試元件，對黃土隧道洞口段的套拱基座壓力、鋼拱架應(yīng)力、混凝土應(yīng)力、錨桿應(yīng)力、縱向連接筋應(yīng)力、圍巖壓力、噴射混凝土應(yīng)力、初期支護(hù)與二次襯砌間的接觸壓力、二次襯砌混凝土應(yīng)力、二次襯砌鋼筋應(yīng)力等，隨著時間的變化規(guī)律及其分布特性，進(jìn)行了現(xiàn)場監(jiān)控量測，并應(yīng)用有限元軟件(MIDAS／GTS)，對黃土隧道施工過程中洞口段支護(hù)結(jié)構(gòu)的力學(xué)特性，進(jìn)行了有限元數(shù)值模擬分析，而后將實測值與計算值進(jìn)行了對比分析。主要研究成果包括：　　1、隧道洞口段支護(hù)結(jié)構(gòu)中的套拱和管棚支護(hù)結(jié)構(gòu)的支護(hù)作用明顯，其力學(xué)狀態(tài)較為復(fù)雜，套拱受力主要來自于管棚，套拱中鋼拱架、噴射混凝土的受力皆受管棚受力狀態(tài)的影響，其規(guī)律性受空間效應(yīng)影響較大?！　?、測試及計算結(jié)果表明，在隧道洞口段施工中，拱部下沉最終值大于凈空收斂最終值，因此，施工中控制拱部下沉非常重要?！　?、洞口段在鋼架支護(hù)條件下，拱部錨桿受壓，與設(shè)計目的不符，建議取消拱部系統(tǒng)錨桿，加強(qiáng)鎖腳錨桿；初期支護(hù)中縱向連接筋受力較大，表明其對防止鋼架發(fā)生扭曲變形，保護(hù)和加強(qiáng)支護(hù)的整體性有很好的作用，這對隧道的穩(wěn)定和安全施工是很有利的，應(yīng)在設(shè)計與施工中得到足夠的重視?！　?、洞口段的監(jiān)測結(jié)果表明，二次襯砌在冬季受拉應(yīng)力，且應(yīng)力值較大，建議在黃土隧道洞口段及短隧道的二次襯砌中配筋?！　?、有限元分析結(jié)果的應(yīng)力分布規(guī)律與實測數(shù)據(jù)吻合較好，但其數(shù)值大小卻有一定差距，這也反映了巖土工程的復(fù)雜多變性?！　”疚牡难芯砍晒麑S土隧道洞口段的設(shè)計和施工，具有指導(dǎo)意義和參考價值。　　

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