大斷面黃土隧道的扁平率及復(fù)合式襯砌受力研究.pdf

1、隧道和地下工程的開挖是一個(gè)在時(shí)間和空間上不斷變化的過程，而且施工難度大，造價(jià)高。近年來，隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速增長，城市地面公路的交通運(yùn)輸能力已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足人們的出行要求，交通擁堵現(xiàn)象是一個(gè)亟待解決的問題。地上發(fā)展已經(jīng)飽和，需將眼光轉(zhuǎn)向地下，公路隧道等軌道交通的興盛為解決此問題提供了有力手段。再者，城市的快速發(fā)展對(duì)公路等級(jí)提出了更高的要求，前期城市基礎(chǔ)建設(shè)投入的不足、超前意識(shí)的缺乏嚴(yán)重制約著城市的進(jìn)一步發(fā)展，因此，眼光要長遠(yuǎn)，不能用靜止的觀

2、點(diǎn)規(guī)劃城市建設(shè)，重復(fù)投資是一種浪費(fèi)，修建大跨度公路隧道體現(xiàn)了時(shí)代的要求。
　　 本文以蘭州北環(huán)路九州隧道為依托，利用有限元分析軟件MIDAS-GTS，建立彈塑性模型。首先研究大斷面隧道不同圍巖級(jí)別下，既能保持橫斷面受力穩(wěn)定，又能節(jié)約工程造價(jià)的最優(yōu)扁平率，其次分析復(fù)合式襯砌結(jié)構(gòu)的受力特性。研究思想及得出的結(jié)論如下:
　　 (1)在研究最優(yōu)扁平率時(shí)，鑒于九州隧道開挖時(shí)穿越了不同的地質(zhì)層，取代表性的三組圍巖及三組扁平率，組合出

3、九種不同的圍巖、斷面;取斷面上的標(biāo)志點(diǎn):拱頂、左右拱肩、左右拱角，將標(biāo)志點(diǎn)的錨桿軸力、噴混軸力、噴混彎矩、襯砌位移作為評(píng)價(jià)指標(biāo)，來評(píng)價(jià)圍巖、扁平率組合下，既能維持?jǐn)嗝媸芰Ψ€(wěn)定，又能節(jié)約經(jīng)濟(jì)的最優(yōu)斷面。分析發(fā)現(xiàn)，Ⅲ類圍巖，0.588的扁平率;及Ⅳ、V類圍巖中0.625的扁平率是滿足上述要求的最優(yōu)斷面。
　　 (2)在研究復(fù)合式襯砌的力學(xué)特性時(shí)，根據(jù)《公路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范》，九州隧道Ⅳ類圍巖段中二次襯砌是承受荷載，為研究二次襯砌對(duì)結(jié)構(gòu)整