既有公路下連拱隧道管棚變形測(cè)試與作用機(jī)理研究.pdf

1、管棚超前支護(hù)技術(shù)作為淺埋暗挖隧道的一種輔助工法，在防止隧道塌方、抑制地層位移、控制地表沉降方面發(fā)揮著重要作用，特別在下穿既有公路、鐵路及其他結(jié)構(gòu)物的隧道與地下工程施工中，管棚支護(hù)技術(shù)以其超前加固距離長、可靠性高、工期短等優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用。 本論文以隧道開挖過程中管棚的作用機(jī)理為研究對(duì)象，對(duì)隧道施工中管棚的變形進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，運(yùn)用彈性地基梁理論分析了管棚的受力與變形，采用三維有限差分程序模擬了管棚與隧道開挖的相互作用，并對(duì)管棚的支護(hù)

2、效果作出評(píng)價(jià)，綜合現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試、理論分析、數(shù)值模擬結(jié)果基礎(chǔ)上，提出了一些設(shè)計(jì)與施工建議，主要研究的內(nèi)容包括： 1．對(duì)常吉高速公路土江沖隧道進(jìn)行了詳細(xì)的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，采用應(yīng)變計(jì)對(duì)管棚的縱向變形進(jìn)行了測(cè)試，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試結(jié)果分析了管棚在隧道開挖過程中的受力特性和作用機(jī)理； 2．以支護(hù)結(jié)構(gòu)與圍巖相互作用為基礎(chǔ)，建立了基于雙參數(shù)Pastemak地基上的管棚彈性固定端彈性地基梁模型并提出了求解方法，推導(dǎo)出管棚的擾度方程及應(yīng)力、應(yīng)變計(jì)算公式；

3、 3．以土江沖隧道作為工程實(shí)例進(jìn)行計(jì)算，采用彈性固定端雙參數(shù)彈性地基梁模型分析土江沖隧道的管棚變形和受力，計(jì)算出管棚的擾度、縱向變形、地基反力曲線，計(jì)算結(jié)果與實(shí)測(cè)值吻合較好，說明采用彈性固定端雙參數(shù)彈性地基梁模型分析管棚受力特征是可行的； 4．采用三維有限差分軟件(FLAC<'3D>)對(duì)土江沖隧道開挖與管棚的相互作用進(jìn)行模擬，計(jì)算中采用梁單元模擬管棚鋼管、提高管棚加固范圍的圍巖參數(shù)模擬注漿，分析了隧道開挖過程中管棚的受力