高壓富水地層盾構(gòu)隧道聯(lián)絡(luò)通道凍結(jié)法施工時隧道結(jié)構(gòu)的支護方式研究.pdf

1、本文以武漢長江公路隧道聯(lián)絡(luò)通道工程凍結(jié)法施工為背景，分別采用二維理論計算和三維數(shù)值模擬分析方法對高壓富水地層聯(lián)絡(luò)通道凍結(jié)法施工時盾構(gòu)隧道管片結(jié)構(gòu)的支護方式進行了研究，目的是得出地層水土荷載和凍脹力作用下隧道管片結(jié)構(gòu)的支撐力計算公式，從而更有效地對盾構(gòu)隧道管片結(jié)構(gòu)在聯(lián)絡(luò)通道凍結(jié)法開挖時進行支護。本文首先以盾構(gòu)管片設(shè)計的修正慣用法計算理論為基礎(chǔ)推導(dǎo)出凍結(jié)法施工時管片結(jié)構(gòu)支撐力的簡化計算公式，然后利用三維數(shù)值模擬計算的結(jié)果對二維理論分析得出的

2、支撐力計算公式進行修正，最后得出修正的支撐管片結(jié)構(gòu)的支撐反力計算公式。本文的主要研究內(nèi)容如下： 1.回顧了盾構(gòu)隧道管片設(shè)計的主要方法和相關(guān)理論，總結(jié)了管片內(nèi)力的分析方法，如慣用計算法、修正慣用法、多鉸環(huán)法和梁-彈簧模型計算法等，最后利用力法原理推導(dǎo)并驗證了地層水土荷載作用下的管片內(nèi)力計算公式。 2.二維理論計算時將襯砌管片開口段簡化為開口圓環(huán)，推導(dǎo)出在地層水土荷載和凍脹力作用下能夠考慮開口管片橫截面上剪切作用的管片結(jié)構(gòu)支

3、撐力計算公式。 3.對盾構(gòu)隧道聯(lián)絡(luò)通道凍結(jié)法施工過程進行了三維數(shù)值模擬分析，得出了凍結(jié)法施工對隧道管片結(jié)構(gòu)的影響和管片結(jié)構(gòu)內(nèi)支撐的支護作用。 4.對開口襯砌管片橫截面上剪力的大小、分布和支撐力的影響因素進行了分析研究，得出了修正的支撐力計算公式。 通過以上這些研究工作，得到以下主要的結(jié)論： 1.凍脹力對隧道管片結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和變形有一定的影響，支撐力的大小與凍脹力和襯砌管片是否開口有關(guān)，凍脹力與支撐力近似滿足