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软弱围岩隧道初期支护参数优化研究
| 论文题名： | 软弱围岩隧道初期支护参数优化研究 |
| 关键词： | 软弱围岩隧道;初期支护;锚杆长度;锚杆间距;钢拱架 |
| 摘要： | 随着我国经济的迅速发展，隧道工程的发展已经取得了突破性进展，然而我国还不是全面掌握隧道先进技术的科技强国，针对不同环境下的隧道工程，我们仍需依靠所积累的实践经验。新掘进的隧道一般采用初期支护来保护新开挖的临空面，防止围岩变形和破坏的持续发展。初期支护能够限制围岩的变形，提高围岩的稳定性和承载力，但针对软弱围岩下的对隧道支护形式和支护参数的研究仍然跟不上工程实际需求的步伐，对软弱围岩下初期支护的参数优化仍需不断探讨。 本文依托工程为贵州毕威高速中某隧道，该隧道围岩属软弱围岩，地下水不发育。本文根据依托工程的相关工程资料和参数研究了软弱围岩下初期支护的参数，并根据计算结果来选择支护参数。具体成果如下: (1)岩性、岩体结构和裂隙、地应力、工程因素等都是影响软弱围岩下隧道结构稳定性的因素。而软弱围岩下隧道结构的破坏特征包括破坏方式多、变形量大、变形速度高、持续时间长、破坏范围大和位置不一等。破坏的模式包括掉块、膨胀破坏、挤压破坏、滑动破坏等。 (2)利用有限元软件MIDAS/GTS对锚杆长度取2.5m、3.0m、3.5m、4.0m、4.5m五种工况进行计算。通过对比，3m～4.5m时所对比的各个值变化量很小，对锚杆的长度影响很小，因此取3m作为本工程锚杆长度的最佳值。 (3)利用有限元软件MIDAS/GTS对锚杆间距取0.8m、1.0m、1.2m、1.5m四种工况进行建模计算。结果表明，1m后的锚杆布置间距对侧墙位移和仰拱上鼓影响较为明显，而1m间距布置则最优。 (4)利用有限元软件MIDAS/GTS对钢拱架型号取工14、工18、工22b三种工况进行计算，对比分析围岩应力场、围岩位移场、锚杆轴力、喷射混凝土轴力和弯矩。通过计算，工22型号下围岩位移、锚杆轴力、喷射混凝土弯矩轴力各值最小。但从经济性考虑，选取工18号钢拱架作为本工程的优选拱架型号。 (5)对该隧道施工进行监控量测，量测结果和优先于计算结果进行对比发现，有限元计算的结果相对于监控量测来说是偏于安全的，即有限元计算的结果较监控量测的实测数据偏小。有限元模拟结果与实测数据发展趋势相同，验证了两者趋势的一致性，同时也验证了有限元数值模拟的可行性。 |
| 作者： | 杨成铭 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 黄锋;李斌 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆交通大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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