本文關鍵詞：黃土公路隧道鋼管混凝土支護結構參數(shù)研究

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【摘要】：初期支護是隧道的主要支護結構,在黃土隧道中更是如此。黃土公路隧道的圍巖變形量大、變形時間長,導致初期支護剛度不足以及二次襯砌開裂等問題,使得隧道施工中的安全隱患大大增加。因此探究大剛度、受力大、性能強的拱架結構作為黃土公路隧道的初期支護結構是至關重要的�；诖怂枷�,本文提出采用大管徑的鋼管混凝土拱架結構來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的鋼架支護結構,具有更大的剛度、受力大等優(yōu)勢。在此基礎上,本文通過理論計算對其與傳統(tǒng)的鋼架支護的剛度作了對比分析,同時通過ANSYS有限元對比分析了兩者的支護效果及受力特性。突出大管徑鋼管混凝土作為黃土公路隧道的一種新型支護結構,在剛度及受力特性上的顯著優(yōu)勢,進而能夠更好的控制圍巖的變形。其受力大的特點,也能夠間接減少二次襯砌的負擔,對于黃土隧道的大變形、變形時間長等問題能夠得到很好的改善。在其作為初期支護結構進行施工前,要對其局部結構的參數(shù)進行優(yōu)化設計。因此,通過ANSYS有限元對支護結構進行截面選型,對結構的節(jié)點套管參數(shù)進行了優(yōu)化,確定了合理的節(jié)點套管位置,較優(yōu)的套管尺寸,保證其在一定的參數(shù)情況下達到更高的支護效率。其次,對比分析了鋼管混凝土翼板以及支護間距參數(shù)對支護效果的影響,通過不同參數(shù)組合下的圍巖變形,突出支護結構的間距對支護效果的顯著影響,同時確定了支護效果較優(yōu)的翼板和支護間距的參數(shù)組合。
【關鍵詞】：黃土隧道 初期支護 鋼管混凝土 套管 翼板 支護間距
【學位授予單位】：長安大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：U455.7
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 緒論9-19
• 1.1 引言9-10
• 1.2 研究目的和意義10-11
• 1.3 國內(nèi)黃土隧道研究現(xiàn)狀11-12
• 1.4 國外黃土隧道研究現(xiàn)狀12-13
• 1.5 黃土隧道現(xiàn)有支護結構形式13-15
• 1.6 鋼管混凝土及鋼管混凝土拱架的國內(nèi)研究現(xiàn)狀15-17
• 1.7 本文的主要研究內(nèi)容17-19
• 第二章 黃土隧道工程特性及支護理論19-30
• 2.1 黃土的分類及主要特征19
• 2.2 黃土圍巖支護理論及特征曲線19-22
• 2.2.1 黃土隧道支護理論19-21
• 2.2.2 黃土隧道支護特征曲線21-22
• 2.3 影響黃土隧道圍巖壓力的因素分析22-23
• 2.4 黃土隧道的施工方法及要點23-26
• 2.4.1 黃土隧道的施工方法23-25
• 2.4.2 黃土隧道的施工要點25-26
• 2.5 圍巖破壞模式26-27
• 2.6 黃土隧道圍巖穩(wěn)定的關鍵技術27-28
• 2.7 關于黃土隧道中拱架結構的滿足要求28
• 2.8 小結28-30
• 第三章 鋼管混凝土支護體系研究與選型30-48
• 3.1 引言30-31
• 3.2 鋼管混凝土結構的特性31-32
• 3.3 鋼管混凝土支護剛度影響分析32-34
• 3.4 鋼管混凝土截面形式比選34-37
• 3.4.1 鋼管混凝土的分類34-35
• 3.4.2 抗彎截面系數(shù)對比及分析35-36
• 3.4.3 剛度對比及分析36-37
• 3.5 鋼管混凝土支護的數(shù)值模擬對比分析37-47
• 3.5.1 隧道設計力學模型分類37-38
• 3.5.2 黃土本構關系的選擇38-39
• 3.5.3 模型的建立39-40
• 3.5.4 參數(shù)的確定40-42
• 3.5.5 模擬結果對比分析42-47
• 3.6 小結47-48
• 第四章 鋼管混凝土節(jié)點套管優(yōu)化設計48-61
• 4.1 有限元模型的建立48
• 4.2 鋼管混凝土節(jié)點套管位置的確定48-53
• 4.2.1 選取比選對象48-50
• 4.2.2 確定節(jié)點套管參數(shù)50-51
• 4.2.3 建立模型51-52
• 4.2.4 模擬結果分析52-53
• 4.3 確定節(jié)點套管尺寸53-60
• 4.3.1 以拱頂為研究對象54-56
• 4.3.2 以拱腰為研究對象56-58
• 4.3.3 以拱腳為研究對象58-60
• 4.4 小結60-61
• 第五章 鋼管混凝土翼板及支護間距的敏感性對比61-71
• 5.1 引言61
• 5.2 選取組合參數(shù)61
• 5.3 有限元模型的建立61-64
• 5.4 模擬結果對比分析64-69
• 5.4.1 翼板變化對支護效果的影響64-65
• 5.4.2 支護間距變化對支護效果的影響65-67
• 5.4.3 兩種支護效果對比分析67-69
• 5.5 小結69-71
• 第六章 結論與展望71-74
• 6.1 結論71-72
• 6.2 進一步的展望72-74
• 參考文獻74-78
• 致謝78

【參考文獻】

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本文編號：1046857