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锚固结构耐久性对隧道结构的影响分析研究
| 论文题名： | 锚固结构耐久性对隧道结构的影响分析研究 |
| 关键词： | 锚固结构;耐久性;隧道结构;数值模拟;新奥法原 |
| 摘要： | 随着新奥法在全世界的风行，我国锚固结构的工程量相当大。仅1980年以后按新奥法原理建造的铁路隧道即占我国隧道总条数和总长度的10％。已发现了锚杆耐久性失效的实例。 在以往的锚固设计中，都是根据整体稳定性而采用静态设计法，即在满足平衡条件的前提下，认为锚固系统是永久性的，一劳永逸的，不存在渐进破坏的概念。但作为一种处于高应力状态的结构，并且大都深埋于地下，受施工环境、腐蚀介质等因素的影响，将不可避免的出现耐久性问题。存在诸如锚固体腐蚀、应力松弛、锚固体强度逐渐衰减等问题，诸多因素将显著影响锚固系统的使用寿命。 锚固结构使用数量巨大，服役环境恶劣且耐久性要求较高，并且大多数是作为主要承载结构设计的，一旦出现耐久性问题，就会导致很严重的后果，必须引起高度重视。对其耐久性的研究不仅具有较大的经济价值，同时也关系到人民生命财产安全和国家安全。 本文通过对戴云山隧道进口处DK423+505断面建立数值模型，模拟分析了隧道开挖和支护过程中的围岩应力、支护内力，并通过与实际监控量测的围岩位移进行比较，证明有限元模型正确、可行。 在该模型的基础上，分别考虑锚固结构的加固围岩作用和锚固支撑作用，通过改变围岩参数或锚杆强度及摩擦系数来模拟锚固结构耐久性对隧道围岩及支护结构的影响。另外进行了对围岩级别及隧道埋深影响因素的正交模拟，结果表明： 1、锚固结构耐久性的降低引起了隧道周围围岩应力值的下降，支护结构内力的上升，锚杆轴力的下降。 2、锚固结构耐久性的降低引起了隧道各关键点水平收敛的增加及拱顶沉降及底边的隆起，以垂直位移最为明显。 3、较好的隧道围岩能承受更高的荷载，而围岩应力及支护内力的量值受隧道埋深影响较大，不同围岩级别及隧道埋深条件下的围岩应力及支护内力受锚固结构耐久性影响的变化趋势基本相同。 |
| 作者： | 鞠颂 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 陈启辉 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 山东建筑大学 |
| 学位年度： | 2011 |
| 正文语种： | 中文 |
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