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公路隧道单层衬砌结构设计方法研究
| 论文题名： | 公路隧道单层衬砌结构设计方法研究 |
| 关键词： | 公路隧道;单层衬砌;围岩松动圈;衬砌设计 |
| 摘要： | 本文从研究围岩稳定性入手，以数值模拟计算和现场测试为基本研究手段。对单层衬砌在工作过程中锚杆、喷混凝土以及其与围岩相互作用的力学原理进行了系统的阐述。提出了用作单层衬砌的的极限状态设计原则和具体的设计流程，最终应用于工程实际。本文依托南岸至涪陵二级公路关长山隧道K23+525～K23+775段进行了如下工作： ①从分析单层衬砌的支护对象入手，对隧道单层衬砌的作用机理进行了全面、系统的研究。然后结合松动圈支护理论，对由单层喷混凝土构成的单层衬砌作用机理进行了研究，并给出了相应的支护措施。 ②对比分析国内外洞室围岩分级研究现状，提出围岩分级的演变发展趋势。研究了基于屈服接近度的洞室围岩稳定性分析和基于松动圈理论的洞室围岩稳定性分级方法，并使用数值模拟分析了隧道跨度对松动圈发展的影响，综合考虑松动圈产生的影响因素，初步提出了基于松动圈支护理论的两车道公路隧道分级。 ③对单层喷混凝土衬砌极限状态设计方法进行了全面的阐述和研究，把极限状态分为适用于永久衬砌的极限状态Ⅰ、适用于作为永久衬砌一部分的极限状态Ⅱ和适用于临时构件的极限状态Ⅲ，由此提出安全系数、材料系数和构件系数的部分设计思路。 ④对多层混凝土构成的单层衬砌结构和复合衬砌结构的受力状况对照依托工程进行了数值模拟分析。单层衬砌结构中初次支护承受荷载的比重比复合式衬砌中初期支护承受的荷载大，更符合《公路隧道设计规范》初期支护承受荷载要达到70％以上的设计要求。在同等荷载条件下，支护结构的厚度相同时，单层衬砌结构比复合衬砌结构产生的内力小30％。如产生的内力相等时，使用单层衬砌结构能够减少开挖土方量和衬砌圬工量，节省工程造价。 |
| 作者： | 周瑞峰 |
| 专业： | 结构工程 |
| 导师： | 钟明全 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆交通大学 |
| 学位年度： | 2011 |
| 正文语种： | 中文 |
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