淺埋區(qū)域偏壓連拱隧道管棚支護參數(shù)化研究
發(fā)布時間：2021-10-20 16:08
管棚法是地下結構工程淺埋暗挖施工的一種超前預支護方法,其作用本質(zhì)是在地下隧道工程開挖后的初期支護及二次襯砌拱圈弧線上,預先鉆孔并且安裝慣性力矩較大的厚壁鋼管,發(fā)揮臨時超前支護作用,防止隧道拱頂土層坍塌及降低地表土層下沉量,確保隧道開挖掘進過程及后續(xù)支護工作的安全運作。管棚法施工在近年來的隧道施工中得到了廣泛的應用,尤其對淺埋偏壓且含軟弱土層隧道而言特別重要。本文通過分析研究管棚法的設計及施工,結合理論分析與數(shù)值模擬兩種方法對管棚參數(shù)進行討論,再利用在實際工程中監(jiān)控測量的拱頂沉降及地表沉降數(shù)據(jù),將其與數(shù)值模擬結果進行對比分析,具體完成以下工作:（1）總結歸納淺埋偏壓連拱隧道性質(zhì)及受力特征,分析軟弱松散巖層隧道在施工過程中,容易出現(xiàn)的冒頂坍塌原因及處理措施,綜述管棚超前預支護的類型及管棚受力范圍理論,分析淺埋偏壓隧道圍巖壓力理論和現(xiàn)有圍巖壓力理論,（2）基于現(xiàn)有的圍巖壓力理論和淺埋偏壓隧道圍巖壓力理論,建立管棚兩種力學模型Winkler彈性地基模型與雙參數(shù)Pasternak彈性地基模型,以及解析兩種地基模型管棚撓度微分方程,利用方程組分析管棚彎矩、剪力及撓度變化規(guī)律。（3）結合實際工程淺埋...
【文章來源】：重慶交通大學重慶市
【文章頁數(shù)】：85 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
管棚超前支護拱群效應
重慶交通大學碩士畢業(yè)論文14圖2-1管棚超前支護拱群效應2.3.2圍巖壓力理論（1）太沙基理論在太沙基理論中，基本假定是巖層顆粒是松散土體顆粒，但土顆粒間存在一定粘聚性，對一般巖層土體壓力計算，太沙基理論比較適用。巖層結構土體松散，在施工掘進后，巖層結構完整性較差，采用太沙基理論計算巖層松動壓力時，結果收效較好。圖2-2太沙基理論計算圍巖壓力示意圖在隧道表面以下z處，在"",BAAB巖柱中取dz厚度薄層進行受力分析，薄層的重量為2dzb，在薄層上的受力作用圖如圖2-2所示，根據(jù)作用在薄層上豎向力之和列出平衡方程為：bdzdGdbzzz2)(22（2-13）其中tanc，為抗剪強度；zxk0，z為垂直應力，x為水平應
第二章淺埋偏壓隧道圍巖的受力分析15力。代入到式（2-13）中得：bkbcdzdzztan0（2-14）當邊界條件：0,0zz時，洞頂巖層的豎向應力為：)1(tan)(tan00bckzekbcb(2-15)當H時，即可應用于深埋洞室，其公式為：tan0kcbq（2-16）（2）普氏理論在淺埋隧道類型中，普氏理論應用普遍。普氏圍巖壓力理論，由俄國學者普羅托耶科諾夫提出。普氏理論兩個基本假設：（1）巖層被節(jié)理裂隙分割成松散土體結構，但土層之間仍具有一定的粘聚性；（2）隧道施工掘進后，拱頂巖層形成自然平衡拱，在自然平衡拱內(nèi)的巖層，拱頂位置只有巖層自重作為豎向荷載壓力作用。圖2-3普氏理論圍巖壓力計算模型圍巖的堅固系數(shù)f與塌落拱高度kh、跨度tb相關，堅固系數(shù)計算公式為：kthbf（2-17）式中：kh-拱的高度（m）；
【參考文獻】：
期刊論文
[1]中國公路隧道數(shù)據(jù)統(tǒng)計[J]. 蔣樹屏. 隧道建設. 2017(05)
[2]淺埋松軟地層管棚注漿施工引起地表沉降分析[J]. 張向東,李慶文,李桂秀,谷雪冰. 巖石力學與工程學報. 2013(S2)
[3]成都地鐵區(qū)間淺埋暗挖隧道CRD法施工技術[J]. 李新繼. 鐵道建筑技術. 2010(06)
[4]管棚力學行為的解析分析與現(xiàn)場測試[J]. 賈金青,王海濤,涂兵雄,孟剛. 巖土力學. 2010(06)
[5]富溪雙連拱隧道偏壓處數(shù)值模擬及施工技術研究[J]. 郭中華. 鐵道建筑技術. 2009(07)
[6]淺埋雙連拱隧道進洞口管棚預支護參數(shù)分析[J]. 畢俊麗,王偉鋒,劉昌林. 隧道建設. 2008(04)
[7]大斷面箱涵管棚施工的承載作用機理分析與實例[J]. 李志偉,井浩. 施工技術. 2008(06)
[8]管棚-箱涵工法中管棚作用分析與設計方法研究[J]. 丁文其,袁森林,楊宏偉,張貴婷. 結構工程師. 2008(02)
[9]偏壓連拱隧道圍巖穩(wěn)定性模型試驗與數(shù)值分析[J]. 劉濤,沈明榮,袁勇. 同濟大學學報(自然科學版). 2008(04)
[10]淺埋偏壓連拱隧道施工的力學響應分析[J]. 向安田,朱合華,丁文其,賈明輝. 地質(zhì)力學學報. 2007(03)
博士論文
[1]隧道管棚預支護體系的力學機理與開挖面穩(wěn)定性研究[D]. 王海濤.大連理工大學 2009
碩士論文
[1]淺埋偏壓破碎圍巖隧道施工技術研究[D]. 徐世康.長安大學 2012
[2]雅瀘高速公路某隧道偏壓段數(shù)值模擬及監(jiān)控量測技術研究[D]. 張守成.西南石油大學 2010
[3]偏壓作用下雙連拱隧道圍巖和支護結構的力學行為[D]. 潘興.湖南大學 2007
[4]大跨度連拱隧道圍巖與結構力學特性的現(xiàn)場測試與數(shù)值分析[D]. 覃慶通.中南大學 2007
[5]偏壓雙連拱隧道施工力學行為研究[D]. 楊崢.西南交通大學 2005
本文編號：3447206
【文章來源】：重慶交通大學重慶市
【文章頁數(shù)】：85 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
管棚超前支護拱群效應
重慶交通大學碩士畢業(yè)論文14圖2-1管棚超前支護拱群效應2.3.2圍巖壓力理論（1）太沙基理論在太沙基理論中，基本假定是巖層顆粒是松散土體顆粒，但土顆粒間存在一定粘聚性，對一般巖層土體壓力計算，太沙基理論比較適用。巖層結構土體松散，在施工掘進后，巖層結構完整性較差，采用太沙基理論計算巖層松動壓力時，結果收效較好。圖2-2太沙基理論計算圍巖壓力示意圖在隧道表面以下z處，在"",BAAB巖柱中取dz厚度薄層進行受力分析，薄層的重量為2dzb，在薄層上的受力作用圖如圖2-2所示，根據(jù)作用在薄層上豎向力之和列出平衡方程為：bdzdGdbzzz2)(22（2-13）其中tanc，為抗剪強度；zxk0，z為垂直應力，x為水平應
第二章淺埋偏壓隧道圍巖的受力分析15力。代入到式（2-13）中得：bkbcdzdzztan0（2-14）當邊界條件：0,0zz時，洞頂巖層的豎向應力為：)1(tan)(tan00bckzekbcb(2-15)當H時，即可應用于深埋洞室，其公式為：tan0kcbq（2-16）（2）普氏理論在淺埋隧道類型中，普氏理論應用普遍。普氏圍巖壓力理論，由俄國學者普羅托耶科諾夫提出。普氏理論兩個基本假設：（1）巖層被節(jié)理裂隙分割成松散土體結構，但土層之間仍具有一定的粘聚性；（2）隧道施工掘進后，拱頂巖層形成自然平衡拱，在自然平衡拱內(nèi)的巖層，拱頂位置只有巖層自重作為豎向荷載壓力作用。圖2-3普氏理論圍巖壓力計算模型圍巖的堅固系數(shù)f與塌落拱高度kh、跨度tb相關，堅固系數(shù)計算公式為：kthbf（2-17）式中：kh-拱的高度（m）；
【參考文獻】：
期刊論文
[1]中國公路隧道數(shù)據(jù)統(tǒng)計[J]. 蔣樹屏. 隧道建設. 2017(05)
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[3]成都地鐵區(qū)間淺埋暗挖隧道CRD法施工技術[J]. 李新繼. 鐵道建筑技術. 2010(06)
[4]管棚力學行為的解析分析與現(xiàn)場測試[J]. 賈金青,王海濤,涂兵雄,孟剛. 巖土力學. 2010(06)
[5]富溪雙連拱隧道偏壓處數(shù)值模擬及施工技術研究[J]. 郭中華. 鐵道建筑技術. 2009(07)
[6]淺埋雙連拱隧道進洞口管棚預支護參數(shù)分析[J]. 畢俊麗,王偉鋒,劉昌林. 隧道建設. 2008(04)
[7]大斷面箱涵管棚施工的承載作用機理分析與實例[J]. 李志偉,井浩. 施工技術. 2008(06)
[8]管棚-箱涵工法中管棚作用分析與設計方法研究[J]. 丁文其,袁森林,楊宏偉,張貴婷. 結構工程師. 2008(02)
[9]偏壓連拱隧道圍巖穩(wěn)定性模型試驗與數(shù)值分析[J]. 劉濤,沈明榮,袁勇. 同濟大學學報(自然科學版). 2008(04)
[10]淺埋偏壓連拱隧道施工的力學響應分析[J]. 向安田,朱合華,丁文其,賈明輝. 地質(zhì)力學學報. 2007(03)
博士論文
[1]隧道管棚預支護體系的力學機理與開挖面穩(wěn)定性研究[D]. 王海濤.大連理工大學 2009
碩士論文
[1]淺埋偏壓破碎圍巖隧道施工技術研究[D]. 徐世康.長安大學 2012
[2]雅瀘高速公路某隧道偏壓段數(shù)值模擬及監(jiān)控量測技術研究[D]. 張守成.西南石油大學 2010
[3]偏壓作用下雙連拱隧道圍巖和支護結構的力學行為[D]. 潘興.湖南大學 2007
[4]大跨度連拱隧道圍巖與結構力學特性的現(xiàn)場測試與數(shù)值分析[D]. 覃慶通.中南大學 2007
[5]偏壓雙連拱隧道施工力學行為研究[D]. 楊崢.西南交通大學 2005
本文編號：3447206
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