大斷面黃土隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)力學(xué)特性研究.pdf

1、我國(guó)黃土分布幅員遼闊,近年來(lái)在黃土分布地區(qū)修建了大量的鐵路干線、支線和專用線。在此期間,施工建設(shè)中出現(xiàn)了不少圍巖大變形、滲漏水、襯砌開裂等問(wèn)題。因此,支護(hù)結(jié)構(gòu)的合理設(shè)計(jì)是黃土隧道設(shè)計(jì)的關(guān)鍵環(huán)節(jié),這就要求對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)的力學(xué)特性有充分的認(rèn)識(shí)和了解。由于實(shí)際工程地質(zhì)的復(fù)雜性以及施工等因素的不確定性,目前針對(duì)大斷面黃土圍巖條件下的隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)受力特征的具體研究很少,設(shè)計(jì)上的諸多困惑已經(jīng)嚴(yán)重制約了黃土隧道建設(shè)的發(fā)展。論文結(jié)合在建鐵路黃土隧道,對(duì)管棚

2、預(yù)支護(hù)力學(xué)特性,初期支護(hù)、二次襯砌受力特性,圍巖—初支和初支—二襯相互作用關(guān)系等進(jìn)行了系統(tǒng)深入研究,主要研究成果如下:
　　 1)采用數(shù)值模擬,對(duì)大斷面黃土隧道不良地質(zhì)段,分別采用普通支護(hù)(即無(wú)預(yù)支護(hù)措施)、長(zhǎng)管棚預(yù)支護(hù)條件下隧道的開挖和施工過(guò)程進(jìn)行全真三維模擬,并根據(jù)計(jì)算結(jié)果對(duì)管棚預(yù)支護(hù)體系的力學(xué)特性及支護(hù)效果進(jìn)行綜合分析;
　　 2)采用數(shù)值模擬,分析大斷面黃土隧道在不同初期支護(hù)時(shí)機(jī)、不同初期支護(hù)剛度情況下,支護(hù)結(jié)構(gòu)

3、、圍巖受力狀態(tài)和力學(xué)行為變化情況。基于控制圍巖變形為核心,對(duì)大斷面黃土隧道施工中,初支施作時(shí)機(jī),初支剛度的選擇給出了合理的建議;
　　 3)采用數(shù)值模擬,對(duì)于二次襯砌/初期支護(hù),兩者不同剛度比情況下,支護(hù)結(jié)構(gòu)自身受力,圍巖—初支及初支—二襯這兩種結(jié)構(gòu)界面壓應(yīng)力傳遞規(guī)律進(jìn)行了總結(jié)分析;
　　 4)采用現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè),得到了黃土隧道初期支護(hù)、二次襯砌受力規(guī)律。黃土具有明顯的流變特性,支護(hù)結(jié)構(gòu)受力很大一部分承受圍巖流變產(chǎn)生的附加荷載