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黄土公路隧道钢管混凝土支护力学特性数值模拟分析
| 论文题名： | 黄土公路隧道钢管混凝土支护力学特性数值模拟分析 |
| 关键词： | 黄土公路隧道;支护结构;钢管混凝土;数值模拟;力学特性 |
| 摘要： | 初期支护作为隧道的主要支护结构,对维持围岩稳定、控制围岩变形具有重要作用。锚喷支护作为常用的初期支护,喷层薄、强度弱,难以改善部分黄土隧道变形大、难收敛的现象,初期支护承载能力的不足,将对隧道施工和运营带来安全隐患。因此,针对黄土隧道初期支护展开研究,具有现实意义。 本文针对黄土隧道支护特点,提出了钢管混凝土支护体系,即利用空心钢管、注浆后形成钢管混凝土及模筑混凝土组成的支护体系,作为黄土隧道的初期支护,旨在通过增大初支厚度和刚度提高承载能力,减小施工对黄土介质的扰动,最大程度的保存围岩的天然强度,严格控制围岩的变形。本文应用假定抗力法及数值计算等方法,对钢管混凝土支护体系的成本经济性,支护效果,结构安全性及不同施工工法下的围岩变形和结构受力特性进行了研究分析。 对钢管混凝土支护体系和锚喷支护进行比选,从成本经济性和支护效果两方面进行考虑,得出较为合理的初支形式,并作出评价。 应用假定抗力法,对钢管混凝土支护体系的衬砌内力进行了计算,验算结构安全性。 应用MIDAS/GTS软件建立三维仿真模型,针对中断面和大断面黄土隧道的常用施工方法(环形开挖留核心土法和CD法),以钢管混凝土支护体系为对象,重点研究了施工过程中围岩变形情况和支护结构自身的受力情况,揭示了围岩与支护结构施工力学行为的空间效应。 以上研究结果表明:钢管混凝土支护体系是安全、稳定且经济的初期支护新形式。 |
| 作者： | 王志超 |
| 专业： | 岩土工程 |
| 导师： | 谢永利 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 长安大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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