公路隧道單層襯砌結構設計方法研究.pdf

1、本文從研究圍巖穩(wěn)定性入手，以數(shù)值模擬計算和現(xiàn)場測試為基本研究手段。對單層襯砌在工作過程中錨桿、噴混凝土以及其與圍巖相互作用的力學原理進行了系統(tǒng)的闡述。提出了用作單層襯砌的的極限狀態(tài)設計原則和具體的設計流程，最終應用于工程實際。本文依托南岸至涪陵二級公路關長山隧道K23+525～K23+775段進行了如下工作：
　　 ①從分析單層襯砌的支護對象入手，對隧道單層襯砌的作用機理進行了全面、系統(tǒng)的研究。然后結合松動圈支護理論，對由單層噴

2、混凝土構成的單層襯砌作用機理進行了研究，并給出了相應的支護措施。
　　 ②對比分析國內外洞室圍巖分級研究現(xiàn)狀，提出圍巖分級的演變發(fā)展趨勢。研究了基于屈服接近度的洞室圍巖穩(wěn)定性分析和基于松動圈理論的洞室圍巖穩(wěn)定性分級方法，并使用數(shù)值模擬分析了隧道跨度對松動圈發(fā)展的影響，綜合考慮松動圈產生的影響因素，初步提出了基于松動圈支護理論的兩車道公路隧道分級。
　　 ③對單層噴混凝土襯砌極限狀態(tài)設計方法進行了全面的闡述和研究，把極限狀

3、態(tài)分為適用于永久襯砌的極限狀態(tài)Ⅰ、適用于作為永久襯砌一部分的極限狀態(tài)Ⅱ和適用于臨時構件的極限狀態(tài)Ⅲ，由此提出安全系數(shù)、材料系數(shù)和構件系數(shù)的部分設計思路。
　　 ④對多層混凝土構成的單層襯砌結構和復合襯砌結構的受力狀況對照依托工程進行了數(shù)值模擬分析。單層襯砌結構中初次支護承受荷載的比重比復合式襯砌中初期支護承受的荷載大，更符合《公路隧道設計規(guī)范》初期支護承受荷載要達到70％以上的設計要求。在同等荷載條件下，支護結構的厚度相同時，單