采古隧道型鋼拱架支護(hù)作用研究.pdf

1、型鋼拱架以其具有較高的強(qiáng)度、剛度、架設(shè)后能及時(shí)承受?chē)鷰r荷載、迅速發(fā)揮對(duì)圍巖的支撐作用等優(yōu)點(diǎn),被廣泛應(yīng)用于軟弱圍巖隧道的設(shè)計(jì)、施工中。但對(duì)型鋼拱架支護(hù)原理及影響其支護(hù)作用的因素尚需進(jìn)行深入研究,基于此,本文以甘肅省道313線改擴(kuò)建工程宕昌–迭部段采古隧道為依托工程,對(duì)試驗(yàn)斷面型鋼拱架進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試,采用收斂約束法研究了包括型鋼拱架在內(nèi)的初期支護(hù)結(jié)構(gòu)與圍巖的相互作用,并結(jié)合數(shù)值模擬對(duì)型鋼拱架的支護(hù)作用進(jìn)行了較為系統(tǒng)的研究,取得以下成果:

2、r>　　1、收斂約束法研究結(jié)果表明,I20a鋼拱的最大支護(hù)抗力比I18鋼拱高16％;鋼拱最大支護(hù)抗力,隨著支護(hù)間距增大,急劇下降,有效的支護(hù)間距在1.2m以下。
　　2、數(shù)值模擬表明,型鋼拱架作用下,隧道拱部一定范圍內(nèi)(-30°~+30°)的錨桿受壓;不同支護(hù)參數(shù)的型鋼拱架對(duì)圍巖塑性區(qū)分布范圍影響較小,提高型鋼拱架支護(hù)參數(shù)(增大截面型號(hào)、減小支護(hù)間距),可以有效地減小鋼架、噴射混凝土的應(yīng)力,改善支護(hù)結(jié)構(gòu)受力條件。
　　3、通

3、過(guò)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試和數(shù)值模擬,作為隧道初期支護(hù)主要受力結(jié)構(gòu),型鋼拱架整體受壓,拱頂處軸力最大,其值由拱頂向拱腳逐漸減小;邊墻處彎矩最大,且正負(fù)彎矩交替頻繁(多在-30kN.m~+30kN.m),反映出邊墻處型鋼拱架受力復(fù)雜,結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)型鋼拱架穩(wěn)定性預(yù)判,建議加強(qiáng)對(duì)下臺(tái)階開(kāi)挖的施工控制。
　　4、綜合收斂約束法與數(shù)值模擬可知,型鋼拱架與噴射混凝土相互影響,提高型鋼拱架支護(hù)參數(shù)或增加噴射混凝土厚度均可減小型鋼噴射混凝土組合體的內(nèi)力;從支護(hù)效果來(lái)