公路隧道二次襯砌受力及結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)研究.pdf

1、為了對(duì)公路隧道二次襯砌受力及結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)進(jìn)行研究,本文以包家山公路隧道、明埡子公路隧道和劉家坪隧道群為依托,通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控量測(cè)方法,對(duì)巖質(zhì)隧道和黃土隧道的二次襯砌分擔(dān)圍巖壓力比例進(jìn)行研究;通過(guò)有限元數(shù)值模擬方法,對(duì)二次襯砌安全性及結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)進(jìn)行研究,主要結(jié)論及成果如下:
　　(1)通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控量測(cè),得出巖質(zhì)隧道Ⅳ級(jí)、Ⅴ級(jí)圍巖深埋段二次襯砌分擔(dān)圍巖壓力比例均值分別為23.6％和38.2%;黃土隧道Ⅳ級(jí)圍巖深埋段以及黃土隧道Ⅴ級(jí)、Ⅵ級(jí)

2、圍巖淺埋段二次襯砌分擔(dān)圍巖壓力比例均值分別為39.9%、43.5%和48.8%。
　　(2)通過(guò)有限元數(shù)值模擬,得出二次襯砌拱頂、拱腰、墻腳、仰拱靠邊墻側(cè)以及仰拱中央附近是受力最不利的位置;分析側(cè)壓力系數(shù)λ變化對(duì)深埋隧道二次襯砌受力、變形及安全系數(shù)的影響,得出在一定范圍內(nèi),二次襯砌的安全性隨著側(cè)壓力系數(shù)λ變大而增加;根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)范,給出巖質(zhì)隧道Ⅳ級(jí)、Ⅴ級(jí)圍巖深埋段以及黃土隧道Ⅳ級(jí)圍巖深埋段二次襯砌受力最不利的側(cè)壓力系數(shù)λ分別為0.1

3、5、0.30和0.15。
　　(3)分析混凝土強(qiáng)度等級(jí)與二次襯砌耐久性的關(guān)系—混凝土的強(qiáng)度偏低對(duì)耐久性不利,并結(jié)合我國(guó)公路隧道設(shè)計(jì)狀況,提出用C30混凝土替代C25混凝土,來(lái)改善二次襯砌的耐久性,延長(zhǎng)隧道的養(yǎng)護(hù)周期和使用壽命。
　　(4)在C30混凝土替代C25混凝土的條件下,分析二次襯砌厚度對(duì)結(jié)構(gòu)安全性的影響,得出隨厚度的增加,拱頂、拱腰、墻腳、仰拱靠邊墻側(cè)的安全系數(shù)呈非線性增加趨勢(shì),而仰拱中央的安全系數(shù)呈線性增加趨勢(shì);給