浅埋区域偏压连拱隧道管棚支护参数化研究
发布时间：2021-10-20 16:08
管棚法是地下结构工程浅埋暗挖施工的一种超前预支护方法,其作用本质是在地下隧道工程开挖后的初期支护及二次衬砌拱圈弧线上,预先钻孔并且安装惯性力矩较大的厚壁钢管,发挥临时超前支护作用,防止隧道拱顶土层坍塌及降低地表土层下沉量,确保隧道开挖掘进过程及后续支护工作的安全运作。管棚法施工在近年来的隧道施工中得到了广泛的应用,尤其对浅埋偏压且含软弱土层隧道而言特别重要。本文通过分析研究管棚法的设计及施工,结合理论分析与数值模拟两种方法对管棚参数进行讨论,再利用在实际工程中监控测量的拱顶沉降及地表沉降数据,将其与数值模拟结果进行对比分析,具体完成以下工作:（1）总结归纳浅埋偏压连拱隧道性质及受力特征,分析软弱松散岩层隧道在施工过程中,容易出现的冒顶坍塌原因及处理措施,综述管棚超前预支护的类型及管棚受力范围理论,分析浅埋偏压隧道围岩压力理论和现有围岩压力理论,（2）基于现有的围岩压力理论和浅埋偏压隧道围岩压力理论,建立管棚两种力学模型Winkler弹性地基模型与双参数Pasternak弹性地基模型,以及解析两种地基模型管棚挠度微分方程,利用方程组分析管棚弯矩、剪力及挠度变化规律。（3）结合实际工程浅埋...
【文章来源】：重庆交通大学重庆市
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
管棚超前支护拱群效应
重庆交通大学硕士毕业论文14图2-1管棚超前支护拱群效应2.3.2围岩压力理论（1）太沙基理论在太沙基理论中，基本假定是岩层颗粒是松散土体颗粒，但土颗粒间存在一定粘聚性，对一般岩层土体压力计算，太沙基理论比较适用。岩层结构土体松散，在施工掘进后，岩层结构完整性较差，采用太沙基理论计算岩层松动压力时，结果收效较好。图2-2太沙基理论计算围岩压力示意图在隧道表面以下z处，在"",BAAB岩柱中取dz厚度薄层进行受力分析，薄层的重量为2dzb，在薄层上的受力作用图如图2-2所示，根据作用在薄层上竖向力之和列出平衡方程为：bdzdGdbzzz2)(22（2-13）其中tanc，为抗剪强度；zxk0，z为垂直应力，x为水平应
第二章浅埋偏压隧道围岩的受力分析15力。代入到式（2-13）中得：bkbcdzdzztan0（2-14）当边界条件：0,0zz时，洞顶岩层的竖向应力为：)1(tan)(tan00bckzekbcb(2-15)当H时，即可应用于深埋洞室，其公式为：tan0kcbq（2-16）（2）普氏理论在浅埋隧道类型中，普氏理论应用普遍。普氏围岩压力理论，由俄国学者普罗托耶科诺夫提出。普氏理论两个基本假设：（1）岩层被节理裂隙分割成松散土体结构，但土层之间仍具有一定的粘聚性；（2）隧道施工掘进后，拱顶岩层形成自然平衡拱，在自然平衡拱内的岩层，拱顶位置只有岩层自重作为竖向荷载压力作用。图2-3普氏理论围岩压力计算模型围岩的坚固系数f与塌落拱高度kh、跨度tb相关，坚固系数计算公式为：kthbf（2-17）式中：kh-拱的高度（m）；
【参考文献】：
期刊论文
[1]中国公路隧道数据统计[J]. 蒋树屏. 隧道建设. 2017(05)
[2]浅埋松软地层管棚注浆施工引起地表沉降分析[J]. 张向东,李庆文,李桂秀,谷雪冰. 岩石力学与工程学报. 2013(S2)
[3]成都地铁区间浅埋暗挖隧道CRD法施工技术[J]. 李新继. 铁道建筑技术. 2010(06)
[4]管棚力学行为的解析分析与现场测试[J]. 贾金青,王海涛,涂兵雄,孟刚. 岩土力学. 2010(06)
[5]富溪双连拱隧道偏压处数值模拟及施工技术研究[J]. 郭中华. 铁道建筑技术. 2009(07)
[6]浅埋双连拱隧道进洞口管棚预支护参数分析[J]. 毕俊丽,王伟锋,刘昌林. 隧道建设. 2008(04)
[7]大断面箱涵管棚施工的承载作用机理分析与实例[J]. 李志伟,井浩. 施工技术. 2008(06)
[8]管棚-箱涵工法中管棚作用分析与设计方法研究[J]. 丁文其,袁森林,杨宏伟,张贵婷. 结构工程师. 2008(02)
[9]偏压连拱隧道围岩稳定性模型试验与数值分析[J]. 刘涛,沈明荣,袁勇. 同济大学学报(自然科学版). 2008(04)
[10]浅埋偏压连拱隧道施工的力学响应分析[J]. 向安田,朱合华,丁文其,贾明辉. 地质力学学报. 2007(03)
博士论文
[1]隧道管棚预支护体系的力学机理与开挖面稳定性研究[D]. 王海涛.大连理工大学 2009
硕士论文
[1]浅埋偏压破碎围岩隧道施工技术研究[D]. 徐世康.长安大学 2012
[2]雅泸高速公路某隧道偏压段数值模拟及监控量测技术研究[D]. 张守成.西南石油大学 2010
[3]偏压作用下双连拱隧道围岩和支护结构的力学行为[D]. 潘兴.湖南大学 2007
[4]大跨度连拱隧道围岩与结构力学特性的现场测试与数值分析[D]. 覃庆通.中南大学 2007
[5]偏压双连拱隧道施工力学行为研究[D]. 杨峥.西南交通大学 2005
本文编号：3447206
【文章来源】：重庆交通大学重庆市
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
管棚超前支护拱群效应
重庆交通大学硕士毕业论文14图2-1管棚超前支护拱群效应2.3.2围岩压力理论（1）太沙基理论在太沙基理论中，基本假定是岩层颗粒是松散土体颗粒，但土颗粒间存在一定粘聚性，对一般岩层土体压力计算，太沙基理论比较适用。岩层结构土体松散，在施工掘进后，岩层结构完整性较差，采用太沙基理论计算岩层松动压力时，结果收效较好。图2-2太沙基理论计算围岩压力示意图在隧道表面以下z处，在"",BAAB岩柱中取dz厚度薄层进行受力分析，薄层的重量为2dzb，在薄层上的受力作用图如图2-2所示，根据作用在薄层上竖向力之和列出平衡方程为：bdzdGdbzzz2)(22（2-13）其中tanc，为抗剪强度；zxk0，z为垂直应力，x为水平应
第二章浅埋偏压隧道围岩的受力分析15力。代入到式（2-13）中得：bkbcdzdzztan0（2-14）当边界条件：0,0zz时，洞顶岩层的竖向应力为：)1(tan)(tan00bckzekbcb(2-15)当H时，即可应用于深埋洞室，其公式为：tan0kcbq（2-16）（2）普氏理论在浅埋隧道类型中，普氏理论应用普遍。普氏围岩压力理论，由俄国学者普罗托耶科诺夫提出。普氏理论两个基本假设：（1）岩层被节理裂隙分割成松散土体结构，但土层之间仍具有一定的粘聚性；（2）隧道施工掘进后，拱顶岩层形成自然平衡拱，在自然平衡拱内的岩层，拱顶位置只有岩层自重作为竖向荷载压力作用。图2-3普氏理论围岩压力计算模型围岩的坚固系数f与塌落拱高度kh、跨度tb相关，坚固系数计算公式为：kthbf（2-17）式中：kh-拱的高度（m）；
【参考文献】：
期刊论文
[1]中国公路隧道数据统计[J]. 蒋树屏. 隧道建设. 2017(05)
[2]浅埋松软地层管棚注浆施工引起地表沉降分析[J]. 张向东,李庆文,李桂秀,谷雪冰. 岩石力学与工程学报. 2013(S2)
[3]成都地铁区间浅埋暗挖隧道CRD法施工技术[J]. 李新继. 铁道建筑技术. 2010(06)
[4]管棚力学行为的解析分析与现场测试[J]. 贾金青,王海涛,涂兵雄,孟刚. 岩土力学. 2010(06)
[5]富溪双连拱隧道偏压处数值模拟及施工技术研究[J]. 郭中华. 铁道建筑技术. 2009(07)
[6]浅埋双连拱隧道进洞口管棚预支护参数分析[J]. 毕俊丽,王伟锋,刘昌林. 隧道建设. 2008(04)
[7]大断面箱涵管棚施工的承载作用机理分析与实例[J]. 李志伟,井浩. 施工技术. 2008(06)
[8]管棚-箱涵工法中管棚作用分析与设计方法研究[J]. 丁文其,袁森林,杨宏伟,张贵婷. 结构工程师. 2008(02)
[9]偏压连拱隧道围岩稳定性模型试验与数值分析[J]. 刘涛,沈明荣,袁勇. 同济大学学报(自然科学版). 2008(04)
[10]浅埋偏压连拱隧道施工的力学响应分析[J]. 向安田,朱合华,丁文其,贾明辉. 地质力学学报. 2007(03)
博士论文
[1]隧道管棚预支护体系的力学机理与开挖面稳定性研究[D]. 王海涛.大连理工大学 2009
硕士论文
[1]浅埋偏压破碎围岩隧道施工技术研究[D]. 徐世康.长安大学 2012
[2]雅泸高速公路某隧道偏压段数值模拟及监控量测技术研究[D]. 张守成.西南石油大学 2010
[3]偏压作用下双连拱隧道围岩和支护结构的力学行为[D]. 潘兴.湖南大学 2007
[4]大跨度连拱隧道围岩与结构力学特性的现场测试与数值分析[D]. 覃庆通.中南大学 2007
[5]偏压双连拱隧道施工力学行为研究[D]. 杨峥.西南交通大学 2005
本文编号：3447206
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