基于變基床系數(shù)下雙參數(shù)模型的管棚力學(xué)機(jī)理研究.pdf

1、隨著城市建設(shè)進(jìn)入高速發(fā)展時期，在城市中修建地下商業(yè)街、地鐵等地下工程越來越普遍，但在城市開挖地下工程時，要求嚴(yán)格控制地表沉降，保證掌子面穩(wěn)定，這就需要對開挖面前方的土體進(jìn)行預(yù)支護(hù)處理。管棚預(yù)支護(hù)具有預(yù)支護(hù)距離長、施工速度快、安全性能高等優(yōu)點(diǎn)，因而在地下工程施工中得到廣泛應(yīng)用。然而管棚預(yù)支護(hù)體系理論還有很多問題有待解決，隨著城市地下工程的發(fā)展，基于工程經(jīng)驗(yàn)的類比法已經(jīng)不能滿足管棚設(shè)計和施工的需求。因此，進(jìn)一步研究管棚預(yù)支護(hù)體系的力學(xué)機(jī)理具

2、有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
　　根據(jù)對國內(nèi)外管棚預(yù)支護(hù)技術(shù)研究現(xiàn)狀的了解，本文在管棚的設(shè)計參數(shù)、管棚的作用機(jī)理及其數(shù)值模擬等三個方面做了以下幾點(diǎn)研究：
　?。?）闡述了管棚預(yù)支護(hù)的作用機(jī)理、適用條件以及分類；對管棚的設(shè)計參數(shù)進(jìn)行了探討；
　　（2）確定了淺埋隧道中管棚受力荷載的作用范圍及計算方法；建立了基于變基床系數(shù)下Pasternak雙參數(shù)地基梁理論的管棚力學(xué)模型，從而得到了管棚預(yù)支護(hù)在荷載作用下的撓度、轉(zhuǎn)角、彎矩及剪力方程

3、，并基于此對其設(shè)計參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化；
　　（3）把管棚預(yù)支護(hù)隧道開挖的掌子面穩(wěn)定問題看作在荷載作用下的邊坡穩(wěn)定問題，提出隧道的掌子面穩(wěn)定性評價方法，從理論上判斷掌子面的穩(wěn)定性，保證隧道施工安全；
　?。?）通過是否使用管棚支護(hù)兩種情況對隧道開挖過程進(jìn)行三維施工模擬，并對開挖引起的圍巖變形規(guī)律進(jìn)行了對比分析，結(jié)果表明采用管棚預(yù)支護(hù)，有利于控制圍巖沉降，提高掌子面穩(wěn)定性。
　　本文的研究成果對管棚的力學(xué)機(jī)理研究和設(shè)計參數(shù)的優(yōu)