薄壁鋼管混凝土支架在隧道中的試驗研究與數(shù)值分析.pdf

1、薄壁鋼管混凝土是在薄壁鋼管中填充高性能混凝土形成的一種組合結(jié)構(gòu)，具有承載力高、韌性好、施工方便、耐火性能優(yōu)良等優(yōu)點，且適應(yīng)重載和惡劣條件，可有效減少用鋼量，目前多用于高層建筑、拱橋等大跨度、高聳或承受動力荷載的結(jié)構(gòu)中，但在隧（巷）道等地下結(jié)構(gòu)中應(yīng)用很少。現(xiàn)有的錨桿等隧（巷）道支護(hù)方式存在濕作業(yè)多、耗時長、污染重等缺點，而以U型鋼拱架為主的型鋼支護(hù)也存在與圍巖結(jié)合不密切、不能有效發(fā)揮承載力、易發(fā)生側(cè)向失穩(wěn)且與圍巖共同作用小等問題?？紤]到圍

2、巖的力學(xué)特性和鋼管混凝土的力學(xué)性能，認(rèn)為將薄壁鋼管混凝土支架作為隧（巷）道支護(hù)有助于提高圍巖的自持能力和穩(wěn)定性，同時減少用鋼量和現(xiàn)場焊接量，加快施工速度。本文所做的主要工作和研究結(jié)論如下:
　　 1、在已有理論的基礎(chǔ)上推導(dǎo)出了圓形隧道中薄壁鋼管混凝土支護(hù)承載力的驗算公式。
　　 2、在濟(jì)南某電纜隧道中設(shè)計了5榀薄壁鋼管混凝土支架的進(jìn)行現(xiàn)場支護(hù)試驗，試驗考慮了有無混凝土填充、鋼管壁厚和節(jié)點形式幾個影響因素，并與原有的格柵鋼

3、架支護(hù)進(jìn)行對比。試驗監(jiān)測結(jié)果表明，采用薄壁鋼管混凝土進(jìn)行支護(hù)能夠保證圍巖在較短時間內(nèi)達(dá)到穩(wěn)定;監(jiān)測期間支架一直處于彈性工作階段;灌漿套管受荷前期表現(xiàn)出一定的柔性，用該節(jié)點連接的支架具有比普通套管連接更好的變形能力;試驗還得到了支架的最大應(yīng)變分布曲線;減小鋼管壁厚能夠有效降低支護(hù)成本。
　　 3、光纖光柵傳感系統(tǒng)具有抗干擾能力強(qiáng)、精度高等優(yōu)點，適用于條件惡劣的地下結(jié)構(gòu)監(jiān)測。
　　 4、采用ABAQUS進(jìn)行隧道中薄壁鋼管混凝