【博士】正阳隧道围岩变形与支护结构受力特性研究【2009】

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内容简介

　　学科专业：防灾减灾工程及防护工程　　授予学位：博士　　学位授予单位：重庆交通大学　　学位年度： 2009年　　本文以正阳隧道为依托工程，通过施工现场实测资料，结合弹塑性有限元数值仿真模拟，对隧道围岩变形及隧道支护结构受力特性进行研究：　　①利用现场监控量测资料，详细分析了隧道开挖后的围岩变形及支护结构受力特性。分析结果表明：正阳隧道围岩的收敛变形具有很强的时空分布特征，时间效应方面，表现为初期变形量大，变形发展快的特点，空间方面，表现为隧道的不同监测断面具有不同的变形特征，变形具有显著的不均匀性；围岩压力特征也表现为很强的时空分布特征，初期支护围岩压力的时间历程表现为初期来压快、初期压力大、围压期长的特点，空间方面，主要表现为同一断面也具有不同的压力特征，且不同程度的存在偏压现象。　　②阐述了有限元模拟地下工程施工过程的基本原理。运用大型通用有限元软件ANSYSl0．0，对实际工程进行了施工过程的有限元数值仿真模拟，分别分析了浅埋偏压段和软弱破碎带的围岩位移及支护结构的受力特征。通过分析得到：对于浅埋偏压段，偏压对隧道施工过程中围岩变形及支护结构的力学行为影响显著，由于偏压的影响，锚杆轴力及喷射混凝土轴力、弯矩及剪力的极值均出现在隧道岩层较厚的一侧；对于软弱破碎带，隧道围岩比较破碎而难以形成承载拱，导致隧道围岩变形量较大，在隧道的横截面内，稳定时，锚杆的最大轴力的大小顺序为拱脚、拱顶、拱腰，喷混凝土的拉应力的大小顺序为拱脚、拱顶、拱腰，压应力的大小顺序为拱脚、拱项、拱腰。　　

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