軟弱圍巖隧道新型半剛性網(wǎng)殼襯砌結(jié)構(gòu)研究及應(yīng)用.pdf

1、地面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)重量輕、穩(wěn)定性強(qiáng)，對研究地下支撐結(jié)構(gòu)具有重要的借鑒意義。論文根據(jù)大跨度空間殼體力學(xué)原理，設(shè)計(jì)地下網(wǎng)殼噴層襯砌新結(jié)構(gòu)，對圍巖一支護(hù)相互作用理論及軟巖隧道支護(hù)設(shè)計(jì)進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。 網(wǎng)殼噴層襯砌由鋼筋網(wǎng)架和噴射混凝土組成。網(wǎng)架是用鋼筋在地面焊接而成的板殼結(jié)構(gòu)，外表面自成一層鋼筋網(wǎng)，可承托隧道圍巖表面，內(nèi)部是立體縱橫交叉的鋼筋網(wǎng)架支撐著外層鋼筋網(wǎng)。每塊構(gòu)件的兩端焊接著帶有螺栓孔的聯(lián)接板，每架支架由數(shù)塊構(gòu)件對頭拼裝，用螺栓聯(lián)

2、接而成，支架本身有一定的柔性讓壓性能，還可在對接處嵌入木墊板，使支架整體也有一定的可縮性。該新型支架具有兩個(gè)顯著特點(diǎn)，第一、混凝土被包圍在眾多小跨度雙向鋼筋拱殼之內(nèi)，噴層所受的拉剪應(yīng)力被明顯削弱，抗壓強(qiáng)度得到充分利用，因而支撐能力比普通配筋噴層大大提高；第二，施噴混凝土后形成網(wǎng)殼錨噴，可縮接頭使網(wǎng)殼噴層襯砌也有一定的讓壓性能。新型襯砌既能與圍巖共同變形，又對圍巖提供了更強(qiáng)的支撐力，可作為軟巖隧道、動(dòng)壓隧道、大斷面硐室等的永久支護(hù)結(jié)構(gòu)。

3、 論文在分析錨噴支護(hù)原理的基礎(chǔ)上，提出了局部弱支護(hù)新理論，研究了半剛性鋼筋網(wǎng)殼錨噴結(jié)構(gòu)的力學(xué)特性，對網(wǎng)殼錨噴結(jié)構(gòu)進(jìn)行內(nèi)力分析和計(jì)算。利用開口圓柱殼的一般力學(xué)原理和方法，推導(dǎo)出殼體的內(nèi)力、位移和應(yīng)力求解格式。依托工業(yè)性試驗(yàn)，對單片的鋼筋網(wǎng)殼及整架支護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了模型試驗(yàn)，研究網(wǎng)殼支護(hù)系統(tǒng)的變形、破壞形態(tài)與發(fā)展規(guī)律。根據(jù)模型試驗(yàn)和理論分析建立有限元數(shù)值計(jì)算模型，利用ANSYS有限元程序完成整架半剛性網(wǎng)殼噴層結(jié)構(gòu)的數(shù)值計(jì)算，通過對應(yīng)的節(jié)點(diǎn)