隨著地下空間的應用越來越廣泛,在建設時對施工安全以及地表沉降量的要求越來越高。對此為了可以較好的控制地表沉降量,可采用預切槽法,此工法具有可大幅度降低地表沉降量,對周圍土體,以及建筑影響較小的優(yōu)勢。為提高預切槽法在現場施工時所用混凝土的前期強度以及通過改變管片接頭型式提高管片整體的工作性能。本文圍繞預切槽法,采用室內試驗以及數值模擬的方法,針對澆筑預切槽管片所用混凝土的前期強度,以及預切槽管片接頭處合理的接茬方式進行了研究。論文主要研究內容及結論如下:(1)通過開展室內試驗,確定了同時滿足養(yǎng)護10h的混凝土抗壓強度與混凝土和易性的配合比。在此混凝土配合比下,測試在養(yǎng)護不同時間節(jié)點下的混凝土抗壓強度,得出混凝土前期的抗壓強度增長規(guī)律;另外,得出澆筑混凝土后1.5～2.0h為合理拆模時機,可為現場施工提供參考;此外,通過混凝土的實測數據測得混凝土的真實彈性模量約為17.8GPa,為數值模擬混凝土參數的選取提供依據。(2)將接頭型式確定為平接頭與榫槽式接頭兩種類別,并搭配使用不同的黏性介質。借助有限元手段,利用MIDAS/GTS NX軟件確定了合理的邊界條件,驗證了數值模型設計的合理性;模擬... 

【文章來源】：華北水利水電大學河南省

【文章頁數】：78 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖1-2分塊切槽示意圖

1緒論31.2國內外發(fā)展動態(tài)及研究現狀1.2.1國內外發(fā)展動態(tài)在修建山嶺隧道及城市地鐵過程中，隧道襯砌的安全性以及隧道對地層的影響是工程關注的重點對象。目前我國在施工中常采用的方法有兩種：盾構法和淺埋暗挖法[1]。但當遇到（1）難以開挖的地層；（2）埋深淺，對地表沉降量有嚴格要求；（3）靠近重要建筑，這幾種場合之一時，就需要采用預支護技術。預切槽法就是一種獨特的預支護施工技術，是介于盾構法和淺埋暗挖法之間的一種施工方法。相對于淺埋暗挖法，預切槽法可大幅度減少地表的沉降量以及降低對周圍建筑結構損壞的風險，并可在保證施工作業(yè)人員安全的前提下改善工作環(huán)境。相對于盾構法，預切槽法有其優(yōu)越性，首先是更加經濟，這是因為采用了標準高效的機械進行開挖和除碴作業(yè)；其次是比盾構法更加靈活，可以進行多工作面同時作業(yè)，在工期比較緊張的情況下仍然可以滿足要求[2]。同時預切槽設備造價約為盾構機的25%~35%，同時構造簡單，更有利國產化。預切槽法的優(yōu)勢主要體現在其具有超前支護的作用，先支護后開挖從而減少因開挖對周圍土體的擾動，其施工過程如圖1-4所示，首先利用鏈刀總成系統(tǒng)在預開挖土體中切削土體，之后利用噴射總成系統(tǒng)將混凝土噴射入切槽內，待整環(huán)襯砌管片澆筑完成，混凝土強度達到設計要求后，開挖預筑拱下方土體，同時預留部分核心土保持土體穩(wěn)定。a.土體切槽b.噴射混凝土c.開挖土體d.預留核心土圖1-4預切槽法施工過程Fig.1-4Constructionprocessofpre-cuttingmethod

1緒論5一致。圖1-5切槽方式示意圖[9]Fig.1-5Cuttingmethod[9]謝小魚[10]等通過單拱大斷面的模型試驗，以千斤頂代替圍壓的方式，探究了在不同圍壓下襯砌的破壞形式，并得到了襯砌應力及位移的分布。同時指明襯砌在拱頂及拱肩處最先出現裂縫。唐志成、何川[11]等，以我國城市地鐵為對象，采用1:12的幾何相似比，以千斤頂代替圍壓的方式進行試驗�？紤]了管片接頭效應和管片與土體之間的相互作用效應，研究了管片結構在縱向接頭不同拼接方式下的力學行為。錯縫式連接管片受力較大但提升了管片的整體性，對位移的減小起到有利的作用。李志業(yè)[12]等結合實際工程，采用幾何相似比為1:25的模型試驗，圍巖的相似材料采用重晶石粉、石英砂、凡士林按不同的比例配制成不同，后續(xù)放入模型箱中，用千斤頂進一步施壓。試驗模擬研究了小斷面隧道襯砌施工各階段的力學行為：噴層和二次支護表現為剪切破壞。提出了低高跨比更有利于結構體系穩(wěn)定性。英國倫敦帝國理工學院的J.R.Standing[13]通過設計一個小規(guī)模的模型，對其進行一系列的測試，研究襯砌分段數對襯砌加載的影響，得出襯砌產生的塑性變形是由接頭處滑動造成的。杜林林[14]采用荷載—結構模型，通過對比得出增加預襯砌支護厚度能夠有效地提高預襯砌安全系數�；炷猎缙趶姸葘︻A襯砌安全系數影響較大，為獲得較高的安全系數，應使用早強混凝土。蔣洪勝[15]通過建立一種可描述任何組合力的接頭模型，得出了在沒有螺栓連接的情況下，降低襯砌管片的厚度對接頭處受力是不利的，但若加入螺栓連接可改變這一情況，可適當降低襯砌管片厚度從而降低工程造價。相對于改變單層襯砌的

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本文編號：2947304