【碩士】黃土隧道洞口段支護結構力學特性研究【2009】

內(nèi)容簡介

　　學科專業(yè)：橋梁與隧道工程　　授予學位：工學碩士　　學位授予單位：長安大學　　學位年度： 2009年　　為了研究黃土公路隧道洞口段支護結構的力學特性，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了測試元件，對黃土隧道洞口段的套拱基座壓力、鋼拱架應力、混凝土應力、錨桿應力、縱向連接筋應力、圍巖壓力、噴射混凝土應力、初期支護與二次襯砌間的接觸壓力、二次襯砌混凝土應力、二次襯砌鋼筋應力等，隨著時間的變化規(guī)律及其分布特性，進行了現(xiàn)場監(jiān)控量測，并應用有限元軟件(MIDAS／GTS)，對黃土隧道施工過程中洞口段支護結構的力學特性，進行了有限元數(shù)值模擬分析，而后將實測值與計算值進行了對比分析。主要研究成果包括：　　1、隧道洞口段支護結構中的套拱和管棚支護結構的支護作用明顯，其力學狀態(tài)較為復雜，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)律性受空間效應影響較大?！　?、測試及計算結果表明，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?！　?、洞口段在鋼架支護條件下，拱部錨桿受壓，與設計目的不符，建議取消拱部系統(tǒng)錨桿，加強鎖腳錨桿；初期支護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，保護和加強支護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，應在設計與施工中得到足夠的重視。　　4、洞口段的監(jiān)測結果表明，二次襯砌在冬季受拉應力，且應力值較大，建議在黃土隧道洞口段及短隧道的二次襯砌中配筋?！　?、有限元分析結果的應力分布規(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雜多變性?！　”疚牡难芯砍晒麑S土隧道洞口段的設計和施工，具有指導意義和參考價值?！　?

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