公路隧道单层衬砌结构设计方法研究

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1、分类号U451单位代码10618密级学号10803007硕士学位论文论文题目：公路隧道单层衬砌结构设计方法研究ResearchoftheDesigningMethodabouttheSupportingStructureTechnologyofHighwayTunnelSingleShellLining研究生姓名：周瑞峰导师姓名、职称：钟明全教授级高工申请学位门类：工学专业名称：结构工程论文答辩日期：2011年04月05日学位授予单位：重庆交通大学答辩委员会主席：向中富评阅人：程德宏肖了林2010年04月重庆交通大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文

2、，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日重庆交通大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权重庆交通大学可以将本学位论文的全部内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论

3、文。同时授权中国科学技术信息研究所将本人学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》，并进行信息服务（包括但不限于汇编、复制、发行、信息网络传播等），同时本人保留在其它媒体发表论文的权利。学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日……………………………………………………………………………………………本人同意将本学位论文提交至中国学术期刊（光盘版）电子杂志社CNKI系列数据库中全文发布，并按《中国优秀博硕士学位论文全文数据库出版章程》规定享受相关权益。学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日摘要论文从研究围岩稳定性入手，以数值模拟计算和现场

4、测试为基本研究手段。对单层衬砌在工作过程中锚杆、喷混凝土以及其与围岩相互作用的力学原理进行了系统的阐述。提出了用作单层衬砌的的极限状态设计原则和具体的设计流程，最终应用于工程实际。文章依托南岸至涪陵二级公路关长山隧道K23+525～K23+775段开展如下工作：①从分析单层衬砌的支护对象入手，对隧道单层衬砌的作用机理进行了全面、系统的研究。然后结合松动圈支护理论，对由单层喷混凝土构成的单层衬砌作用机理进行了研究，并给出了相应的支护措施。②对比分析国内外洞室围岩分级研究现状，提出围岩分级的演变发展趋势。研究了基于屈服接近度的洞室围岩稳定性分析和基于松动圈理论的洞室围

5、岩稳定性分级方法，并使用数值模拟分析了隧道跨度对松动圈发展的影响，综合考虑松动圈产生的影响因素，初步提出了基于松动圈支护理论的两车道公路隧道分级。③对单层喷混凝土衬砌极限状态设计方法进行了全面的阐述和研究,把极限状态分为适用于永久衬砌的极限状态I、适用于作为永久衬砌一部分的极限状态II和适用于临时构件的极限状态III，由此提出安全系数、材料系数和构件系数的部分设计思路。④对多层混凝土构成的单层衬砌结构和复合衬砌结构的受力状况对照依托工程进行了数值模拟分析。单层衬砌结构中初次支护承受荷载的比重比复合式衬砌中初期支护承受的荷载大，更符合《公路隧道设计规范》初期支护承受

6、荷载要达到70%以上的设计要求。在同等荷载条件下，支护结构的厚度相同时，单层衬砌结构比复合衬砌结构产生的内力小30%。如产生的内力相等时，使用单层衬砌结构能够减少开挖土方量和衬砌圬工量，节省工程造价。关键词：单层衬砌；作用机理；围岩松动圈；设计方法ABSTRACTThedissertation,proceedingwithresearchingstabilityofsurroundingrock,expoundstherationaleofrockbolt、shotcreteandinteractwithsurroundingrockwhensingleshell

7、liningoperating,bythemeansofnumericalsimulationandin-situtest.Proposedasdetailedphilosophyanddesigncycleofthesingleshelllining,andultimatelyforengineeringapplications.ThepaperreliesonthetunnelK23+525~K23+775ofNanantoFulingGuanchangshansecondaryroadworkedasfollows:①Obtainsfromtheanalys

8、isofs