干濕循環(huán)作用膨脹土隧道鋼管混凝土支護(hù)結(jié)構(gòu)力學(xué)性能與可靠性分析.pdf

1、隨著隧道建設(shè)規(guī)模和速度的迅猛發(fā)展，隧道建設(shè)過程中難免要穿過膨脹土這種復(fù)雜條件地層。由于傳統(tǒng)的支護(hù)方式不能滿足現(xiàn)實(shí)需要，導(dǎo)致該類隧道的安全及穩(wěn)定問題突出，膨脹土隧道圍巖新型支護(hù)技術(shù)亟待進(jìn)行深入研究。鋼管混凝土拱架由于其良好的力學(xué)性能已經(jīng)在礦山等地下工程中得到了應(yīng)用，控制變形效果顯著。然而針對膨脹土隧道圍巖鋼管混凝土支護(hù)技術(shù)的研究仍處于起步階段，在此背景下，本文主要進(jìn)行了以下的研究工作，并取得了相關(guān)有益結(jié)論。
　　本文研究膨脹土隧道的

2、變形破壞，并對鋼管混凝土拱架進(jìn)行了理論分析;然后以廣西云桂鐵路某隧道為工程背景，進(jìn)行了膨脹土隧道在干濕循環(huán)作用下開挖施工過程的模型試驗(yàn)，分析了開挖過程、降雨及烘干情況下圍巖的應(yīng)力、位移演化規(guī)律，為膨脹土隧道的支護(hù)設(shè)計(jì)和施工安全提供了依據(jù)。
　　鋼管混凝土支護(hù)結(jié)構(gòu)受力復(fù)雜，影響因素較多，僅通過理論研究和模型試驗(yàn)不能夠全面分析其受力特點(diǎn)?；贏BAQUS有限元分析軟件，針對不同支護(hù)結(jié)構(gòu)截面型式，研究了不同截面形式鋼管混凝土支護(hù)結(jié)構(gòu)的力

3、學(xué)特性，并與傳統(tǒng)支護(hù)進(jìn)行對比分析，進(jìn)而闡述了鋼管混凝土支護(hù)效應(yīng)。結(jié)果表明，鋼管混凝土支護(hù)結(jié)構(gòu)承載能力大，支護(hù)效果好。其結(jié)果可為支護(hù)設(shè)計(jì)提供重要的參考依據(jù)。
　　此外，本文采用基于連續(xù)介質(zhì)的可靠性計(jì)算方法，將鋼管混凝土支護(hù)結(jié)構(gòu)中的鋼管壁厚和混凝土膨脹角作為隨機(jī)變量，通過ABAQUS軟件分別求得支護(hù)最大應(yīng)力值關(guān)于鋼管壁厚和混凝土膨脹角的函數(shù)，再將兩個(gè)變量進(jìn)行組合，從而得到支護(hù)最大應(yīng)力值關(guān)于隨機(jī)變量的顯示表達(dá)式，進(jìn)而對鋼管混凝土支護(hù)結(jié)構(gòu)