【摘要】：復合襯砌是目前隧道支護結構的基本形式,即由初期支護與模筑混凝土二次襯砌結構復合而成。按照新奧法原理進行設計和施工時,在圍巖穩(wěn)定性較差的條件下,初期支護通常采用由噴射混凝土與型鋼鋼架或格柵鋼架及錨桿組成的組合結構,但在采用型鋼鋼架還是格柵鋼架支護問題上一直存在不同的觀點,其爭論的焦點是對其支護結構性能及其適應性的認識,核心則是"支護-圍巖"作用體系中支護結構的作用及其演化過程特點,而在不同圍巖及工程尺度條件下其作用效果也有所不同。為此,該文首先通過型鋼鋼架和格柵鋼架的室內性能試驗,對兩種支護結構的受力特性、破壞過程及演化特征、極限承載力及變形量等進行了系統(tǒng)的研究;然后通過有限元組合結構進一步分析了型鋼鋼架和格柵鋼架的受力特性、極限承載力和變形特性;最后結合京滬高鐵金牛山隧道現(xiàn)場試驗,取得了兩種支護類型下圍巖荷載釋放規(guī)律和壓力分布特點,并分別給出了型鋼鋼架與格柵鋼架的特點和最佳適用條件。該成果對于澄清支護作用機制以及隧道初期支護設計和施工具有重要的理論價值和指導作用。
[Abstract]:Composite lining is the basic form of tunnel supporting structure at present, which is composed of initial support and concrete secondary lining structure. When the design and construction are carried out according to the principle of New Austrian method, under the condition of poor stability of surrounding rock, the initial support usually adopts a combined structure composed of shotcrete and steel frame or grille steel frame and anchor rod. However, there are different viewpoints on the support of steel frame or grid steel frame. The focus of the argument is the understanding of the performance and adaptability of the support structure. The core is the function of supporting structure and the characteristics of its evolution process in the action system of "timber-surrounding rock", and the effect is different under the condition of different surrounding rock and engineering scale. In this paper, firstly, the mechanical characteristics, failure process and evolution characteristics, ultimate bearing capacity and deformation of the two kinds of supporting structures are systematically studied through the indoor performance tests of the steel frame and the grid steel frame. Then through the finite element composite structure, the stress characteristics, ultimate bearing capacity and deformation characteristics of the steel frame and grid steel frame are further analyzed. Finally, combined with the field test of Jinniushan tunnel of Beijing-Shanghai high-speed railway, The characteristics of load release and pressure distribution of surrounding rock under two types of support are obtained, and the characteristics and optimum conditions of steel frame and grid steel frame are given respectively. The results have important theoretical value and guiding function for clarifying the supporting mechanism and the design and construction of the initial support of the tunnel.
【作者單位】： 北京交通大學城市地下工程教育部重點實驗室;
【基金】：國家重點基礎研究發(fā)展計劃(973)項目(2010CB732102) 國家自然科學基金重點項目(U1234210)
【分類號】：U455.7;U451

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本文編號：2170234