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地层纵向性态对隧道衬砌结构的影响分析
| 论文题名： | 地层纵向性态对隧道衬砌结构的影响分析 |
| 关键词： | 地层纵向性态;隧道衬砌结构;受力分析;变形行为;设计方法 |
| 摘要： | 地层纵向性态的改变会引起隧道衬砌结构受力及变形的变化，针对这些变化，在设计上要做出相应的调整才能使隧道更安全。探索地层纵向性态对隧道衬砌结构的影响，对优化隧道设计方法具有重要意义。 论文以兰州市九州隧道实际工程为原型，运用midas GTS有限元软件对三种不同土体下的隧道进行了静态模拟，重点研究了土体围岩级别的增大对衬砌结构受力及变形的影响。内容及成果如下: 分析对比了在不同围岩级别的土体中，隧道不同截面上衬砌结构喷射混凝土的应力和位移的变化。围岩级别越高，隧道衬砌喷混所产生的竖向有效应力和竖向位移就越大，并且当土体围岩级别增大后，隧道衬砌拱趾处的有效应力增长较快，增量较大，而拱顶处的有效应力增长相对缓慢，明显小于拱趾处，有效应力的增量及增长速度自两侧拱趾沿拱圈向拱顶逐渐减小，并在拱顶处达到最小值。竖向位移的变化同有效应力的变化相反，但土体的改变对有效应力的影响大于对位移的影响，所以在隧道衬砌结构喷混的设计中，当纵向地层的围岩级别有所增大时，应在计算中提高安全系数，增大配筋及喷混的厚度，以确保工程质量。 研究当土体围岩级别增大后，对隧道衬砌结构锚杆的轴向应力和应变所造成的影响。当地层的围岩级别增大，隧道锚杆上的应力会增大，其中拱趾处锚杆的应力增幅大于其他位置锚杆的应力增幅。锚杆上应变的变化同应力的变化相同。在隧道锚杆设计中，当围岩级别增大时，应增大拱趾处锚杆的锚固深度，并加强锚杆的强度。 |
| 作者： | 张玺 |
| 专业： | 结构工程 |
| 导师： | 朱彦鹏 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 兰州理工大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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