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隧道下穿高速公路时超长大管棚支护技术及其变形规律研究
| 论文题名： | 隧道下穿高速公路时超长大管棚支护技术及其变形规律研究 |
| 关键词： | 隧道工程;管棚超前预支护;变形规律;有限差分;数值模拟 |
| 摘要： | 管棚超前预支护技术能够有效的限制地面沉陷,保持地层处于稳定状态。为了有效地解决在高速公路下大跨度、超浅埋、高地下水位隧道的开挖问题,采用管棚超前预支护技术作为隧道开挖的辅助工法。本文以晋祠隧道下穿高速公路段的工程实例作为依据,运用弹性地基梁理论分析了管棚的受力和变形;在隧道施工过程中进行了大量的现场测试,包括:管棚的挠度变形和受力、地表沉降和特殊断面的受力等;采用三维有限差分软件(FLAC3D)模拟了管棚与隧道开挖的相互作用。在理论分析、现场测试、数值模拟的基础上,提出了一些设计和施工建议。主要研究如下: (1)以晋祠隧道作为工程实例,运用双参数弹性地基梁(Pasternak)模型计算隧道开挖条件下的管棚的挠度曲线和受力特性,计算结果与实测值吻合较好。并对不同埋深和不同管径钢管的挠度曲线和受力曲线进行了比较,提出一些建议。 (2)对晋祠隧道进行了详细的现场测试,采用60m长水平测斜管和钢筋计对管棚的挠度变形和受力进行了测试,根据现场测试的结果分析了管棚在隧道开挖过程中的作用机理。 (3)采用三维有限差分软件(FLAC3D)对晋祠隧道开挖与管棚的相互作用进行模拟,计算中采用壳单元模拟管棚。同时对不设管棚情况下隧道的施工过程进行了模拟,对比两种计算结果,分析了开挖过程中隧道围岩的变形特征,对管棚的支护效果进行了评价。 (4)本文通过对管棚超前支护技术的理论分析、现场测试、数值模拟等三方面的较为详细的研究,得出了隧道开挖过程中管棚的变形特征和加固机理,为以后管棚超前支护技术的设计和施工提供了依据。 |
| 作者： | 李留玺 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 余永强;刘招伟 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 河南理工大学 |
| 学位年度： | 2011 |
| 正文语种： | 中文 |
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