【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(jiǎn)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(zhǎng)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(hào)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(gè)斷面作現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)研究，其中一個(gè)是套拱斷面，另外兩個(gè)是Ⅵ級(jí)圍巖斷面。在所選擇的三個(gè)斷面中布設(shè)了測(cè)試元件，對(duì)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(shí)間的變化規(guī)律及其分布特性，進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控量測(cè)，并應(yīng)用有限元軟件(MIDAS／GTS)，對(duì)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(shí)測(cè)值與計(jì)算值進(jìn)行了對(duì)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(cè)試及計(jì)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(jì)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(duì)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(duì)隧道的穩(wěn)定和安全施工是很有利的，應(yīng)在設(shè)計(jì)與施工中得到足夠的重視。　　4、洞口段的監(jiān)測(cè)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(shí)測(cè)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。　　本文的研究成果對(duì)黃土隧道洞口段的設(shè)計(jì)和施工，具有指導(dǎo)意義和參考價(jià)值?！　?

專題推薦