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约束混凝土拱架在隧道中的应用研究
| 论文题名： | 约束混凝土拱架在隧道中的应用研究 |
| 关键词： | 约束混凝土拱架;隧道支护;连接节点;套管刚度;偏压荷载 |
| 摘要： | 改革开放三十年，我国经济社会快速发展，成绩举世瞩目。但与此同时，由于汽车数量迅速增加，给我国给城市交通带来了巨大压力，在这种情况下各大城市开展了大规模的公路、铁路等道路设施的建设，并且随着交通运输需求的增大，隧道工程数量不断增加，隧道总长不断增长，许多大跨度超大跨度的隧道发展起来，而隧道的建设中的两个主要研究课题是开挖和支护。本文就隧道支护方式中新兴起的约束混凝土支护进行了研究。 论文在查阅整理国内外相关文献资料的基础上，介绍了约束混凝土构件的轴压、偏压、纯弯的计算理论，验证了工程实用性强的U型约束混凝土补强机制并在实际工程中得到良好的应用效果，阐述了隧道结构中常用的荷载类型以及作用方式，并将隧道围岩压力的计算方式进行整理总结，对偏压荷载下拱架计算公式进行了推导，并通过算例验证其正确性。其中着重研究了U型约束混凝土补强机制以及偏压下拱架计算公式的推导，主要的研究内容包括以下几点内容： （1）通过室内试验与数值模型试验对比推导出数值试验中参数选取的正确性，通过ABAQUS软件对三种补强方式的研究，得到各自的强度指数和经济指数，比较后发现竖板补强方式效果最佳，在巨野矿区的巷道中得到良好的应用效果。由于巷道隧道受力环境基本相同，受力形式类似，所以，完全可以将结果应用于公路隧道和铁路隧道的建设中。 （2）研究隧道建设过程中荷载情况，说明了围岩、土体、水体作用到隧道上换算成压力的方式，为分析计算提供基础和依据。 （3）将常见的拱架形式—直腿半圆形拱架在偏压荷载下的计算公式进行了推导，推导过程中将约束混凝土拱架的连接节点处的套管刚度变化考虑进来，并使用MATLAB软件编程进行验证计算，最终得到拱架计算公式，通过算例验证了公式的正确性。 |
| 作者： | 姜宝凤 |
| 专业： | 结构工程 |
| 导师： | 卢玉华 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 山东科技大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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