大跨度黄土隧道施工监控和支护效果的研究

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1、⋯■·●·lo．Study0Umonitorin2measurementandsupportresuItinlarge—-spanloessTunnelADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：WangPengSupervisor：Prof．ChenJian-XunChang’anUniversity,Xi’an，China论文独创性声明本人声明：本人所呈交的学位论文是在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除论文中已经注明引用的内容外，对论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。

2、本论文中不包含任何未加明确注明的其他个人或集体已经公开发表的成果。本声明的法律责任由本人承担。论文作者签名：论文知识产权权属声明年月日本人在导师指导下所完成的论文及相关的职务作品，知识产权归属学校。学校享有以任何方式发表、复制、公开阅览、借阅以及申请专利等权利。本人离校后发表或使用学位论文或与该论文直接相关的学术论文或成果时，署名单位仍然为长安大学。(保密的论文在解密后应遵守此规定)论文作者签名：导师签名：年月日劢肜年彦月12日≮’‘．，’卜。摘要随着交通需求的急剧增加，国内外修建的大跨度隧道越来越多。由于隧道跨度的增大，引起了许多相关的工程问题，如支护形式、施工方法

3、、围岩稳定性等。目前对大跨度隧道相关问题的研究还处在初级阶段，特别是三车道黄土隧道的工程经验更少，因此在施工中，对支护结构受力与变形进行监控量测就显得特别重要。本文结合墩梁隧道工程，提出在大跨度黄土隧道中不设系统锚杆，初期支护采用型钢拱架(格栅拱架)+喷射混凝土+钢筋网+锁脚锚管+纵向连接筋组成的新型支护结构，通过理论分析、现场试验和数值模拟，对围岩和支护结构的受力与变形以及监控量测数据进行分析。主要研究内容如下：首先，对隧道结构力学状态和稳定性进行了现场测试。量测内容包括围岩压力、初期支护净空收敛、型钢钢架应力、喷射混凝土应力、初期支护与二次衬砌间的接触压力、二次衬

4、砌混凝土应力及二次衬砌净空收敛等；同时对量测布置与实施过程中碰到的几个问题进行了思考和探讨。其次，应用有限元分析软件(MIDAS／GTS)对施工过程进行了数值模拟，分析了初期支护及二次衬砌变形和受力的特点。最后，通过对现场监测数据和有限元数值模拟计算结果进行分析对比，对隧道围岩的稳定性与支护衬砌结构的安全性进行了分析，表明这种新型支护结构的变形和受力均在允许范围之内，二次衬砌工作状态良好，有足够的安全储备。监测及计算结果表明，在深埋黄土隧道中，型钢钢架和喷射混凝土为主要受力结构，尤其是型钢钢架受力较大，作用显著；二次衬砌受力安全，工作状态良好，有足够的安全储备。本文的

5、研究成果有效指导了墩梁隧道工程建设，明显加快了工期，取得显著经济效益，并可以为今后类似工程提供借鉴。关键词：大跨度隧道，监测量测，台阶法，支护效果，有限元AbstractWiththerapiddevelopmentoftransportationdemandsaswellasthelongandlargetunnelsconstructedbotllathomeandabroad，bell—mouthedroadtunnelswithlarge-spanappearoneafteranotherintheurbantransportation．Duetothetun

6、nels’largespan，moreandmoreengineeringProblemsarearoused，suchassupportingforms，construetionmethods，andstabilityofsurroundingrocks．Sofar，therehasbeenverylittleresearchonlarge·spantunnels，letalonetherelatedengineeringexperienceoftheLoesstunnels、^，itlllargespan．Asaresult，Stressanalysisandmo

7、nitoringmeasuresofsurroundingrockontheLoesstunnel、析mcomplexstressstatearemoreimportant．CombinedtheprojectoftheDunliangtunnel，thestressandthedisplacementofthesurroundingrockandthesupportingStrueturesarestudiedbytheoriesanalysis，fieldmeasurementandnumericalsimulation，andthedataof