隧道仰拱結(jié)構(gòu)支護(hù)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(yùn)營管理造成嚴(yán)重影響。仰拱作為隧道支護(hù)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(jié)構(gòu)，研究其支護(hù)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(jié)構(gòu)的支護(hù)性能，結(jié)合理論分析、相似試驗(yàn)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(hù)性能的影響以及Ⅴ級圍巖條件下仰拱開挖步距進(jìn)行研究。主要進(jìn)行的研究工作如下：
　　（1）結(jié)合相似模型試驗(yàn)對仰拱作用進(jìn)行的分析，明確其在提高支護(hù)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(hù)結(jié)構(gòu)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(shí)例對其進(jìn)行進(jìn)一步具體有效的說明。
　　（2）通過對隧道仰拱結(jié)構(gòu)進(jìn)行受力分析，明確仰拱結(jié)構(gòu)半徑、厚度、修筑時(shí)機(jī)、其與

3、邊墻結(jié)構(gòu)的連接方式、隧道所處地層圍巖性質(zhì)和仰拱的施工方法等因素對仰拱結(jié)構(gòu)受力的影響，并將仰拱結(jié)構(gòu)視為彈性地基上的圓柱殼體結(jié)構(gòu)進(jìn)行簡化計(jì)算。
　?。?）借助于有限元分析軟件對仰拱結(jié)構(gòu)在不同半徑、不同厚度時(shí)的支護(hù)性能進(jìn)行更進(jìn)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(jié)構(gòu)半徑的2~2.5倍，初期支護(hù)仰拱結(jié)構(gòu)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(jié)果，仰拱棧橋和二襯臺車等施工