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原文传递隧道管棚支护数值模拟分析研究

论文题名：	隧道管棚支护数值模拟分析研究
关键词：	隧道管棚支护;围岩稳定性;软弱破碎围岩;隧道开挖;三维有限元
摘要：	近年来随着我国交通事业的高速发展，交通隧道的建设也越来越多，隧道在交通中的重要性日益突出。而很多隧道在洞口、洞身段围岩软弱破碎、自稳能力很差，为保证隧道安全经济的顺利施工，需要对软弱破碎围岩进行预支护，在预支护措施中管棚支护技术常常被广泛的应用于该类隧道工程中。　　长期以来，管棚支护技术无论是从设计还是施工方面，均依赖于工程的类比或经验；理论计算方面常采用非常简化的简支梁体系近似计算或者将管棚视为弹性地基梁做强度方面的简化估算。对广大的隧道工作者来说，认识围岩的特性，了解管棚的设计原则和原理十分必要，因此联系工程实际并应用现有技术水平进行必要的理论与实践相结合的研究是非常必要的。　　本文以隧道的发展过程和分类为基础，就隧道的围岩力学性质、计算方法、围岩稳定性及隧道预支护原理进行了分析，根据预支护原理对隧道支护方式做了说明，尤其以管棚支护为重点，对其研究现状、管棚支护作用的机理和管棚支护的设计及施工做了介绍，利用三维有限元理论并依托某浅埋隧道洞口Ⅴ类围岩的工程实例，借助ANSYS软件建立有限元模型，对隧道未采用管棚支护和采用管棚支护在不同工况下进行模拟，分别计算出各种开挖方法引起的围岩扰动后的应力场和位移场，对采用与未采用管棚支护作用效果进行了对比分析。得出结论为在采用管棚支护后围岩的整体稳定性大大提高，其中采用管棚支护台阶法、短进尺控制地表变形效果最优，更好的保证了在破碎围岩中隧道开挖能顺利进行，其结果可对同类型工程设计、施工提供一定的借签。
作者：	邢俊峰
专业：	桥梁与隧道工程
导师：	解伟
授予学位：	硕士
授予学位单位：	华北水利水电学院
学位年度：	2011
正文语种：	中文