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基于新奥法施工隧道支护时机的模拟研究
| 论文题名： | 基于新奥法施工隧道支护时机的模拟研究 |
| 关键词： | 新奥法;数值模拟;隧道围岩;支护时机;施工隧道 |
| 摘要： | 隧道的开挖破坏了岩体的初始应力平衡状态，洞周初始地应力被释放，围岩应力重分布。新奥法施工的隧道具有围岩与支护协同作用，形成统一承载体，并允许围岩有一定的变形，能最大限度地发挥围岩的自承能力，减小支护结构上荷载的特点，因此国内外修建隧道基本上采用新奥法。 新奥法的成功之处就在于能合理采用喷射混凝土、锚杆等支护方法与适当的支护时机，使支护特征曲线在接近Pmin处与围岩特征曲线相交，围岩达到平衡，以充分发挥围岩的自承能力。而早期传统的支护结构由于不能提供连续的支护抗力或无法选择合适的支护时机，这就难以在接近Pmin处提供适宜的支护抗力。 从优化角度来看，在保护围岩强度损失充分小的前提下，使变形释放的荷载PD充分地达到最大，隧洞围岩拱的承载力PR也可以达到的最大，即是(PD+PR)达到最大值时施加支护的的时间就是最佳支护时间。然而由于确定最佳支护时间点会困难重重，由此提出了Ts附近时段[Ts1，TS2]最佳支护时段。 本文根据新奥法施工和衬砌的特性，运用ABAQUS有限元软件对隧道典型断面的施工过程进行模拟，得出围岩和支护体系在围岩释放荷载比例不同时的应力场分布规律、位移场分布规律及围岩的塑性变形。合理的支护时机就是最大程度的发挥围岩自承能力，充分调动支护体系的作用，使二次衬砌的抗力降为最低，同时保证支护材料的使用合理。通过对合理支护时段工况下围岩、衬砌和锚杆的整体分析与比较，确定隧道施工过程中的最佳支护时机。 |
| 作者： | 白金剑 |
| 专业： | 岩土工程 |
| 导师： | 杨万斌 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 河北工程大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
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