隧道仰拱結構支護性能研究.pdf

1、隨著最近幾年中國公路事業(yè)的飛速發(fā)展，各等級公路里程不斷增長，公路隧道數(shù)量也隨之大幅度增加。但是隨著公路隧道的大規(guī)模修建，各種工程問題亦隨之出現(xiàn)，特別是最近幾年隧道路面不斷出現(xiàn)的開裂、斷板、冒水、沉降、隆起等病害，對行車安全及運營管理造成嚴重影響。仰拱作為隧道支護體系重要的組成部分以及抵抗隧道底部反力保證隧底穩(wěn)定的重要結構，研究其支護性能對改善或者避免這些工程病害有著重要的作用。因此，本文圍繞仰拱結構的支護性能，結合理論分析、相似試驗及數(shù)

2、值模擬等多種研究方法，對仰拱半徑和厚度對其支護性能的影響以及Ⅴ級圍巖條件下仰拱開挖步距進行研究。主要進行的研究工作如下：
　?。?）結合相似模型試驗對仰拱作用進行的分析，明確其在提高支護體系承載力、約束隧道周邊圍巖變形、控制圍巖塑性區(qū)發(fā)展和優(yōu)化支護結構受力狀況等方面所發(fā)揮的重要作用。并通過體現(xiàn)仰拱這些作用的工程實例對其進行進一步具體有效的說明。
　　（2）通過對隧道仰拱結構進行受力分析，明確仰拱結構半徑、厚度、修筑時機、其與

3、邊墻結構的連接方式、隧道所處地層圍巖性質和仰拱的施工方法等因素對仰拱結構受力的影響，并將仰拱結構視為彈性地基上的圓柱殼體結構進行簡化計算。
　?。?）借助于有限元分析軟件對仰拱結構在不同半徑、不同厚度時的支護性能進行更進一步的分析研究，建議Ⅴ級圍巖條件下仰拱半徑取隧道斷面拱部結構半徑的2~2.5倍，初期支護仰拱結構厚度取10~25cm。
　?。?）基于建議的仰拱半徑及厚度條件下，綜合數(shù)值模擬分析結果，仰拱棧橋和二襯臺車等施工