基于地表竖直旋喷桩加固条件下的浅埋风积沙隧道支护结构受力性状研究

摘要

近年来，随着国家在基础设施建设投入的不断增大以及西部大开发战略的实施，青海省的公路交通事业也得到了飞速发展，但青海省内存在的大面积风积沙覆盖层阻碍了高等级公路的快速发展，特殊的地理环境使得隧道成为高等级公路穿越该地区的重要构筑物类型。
　　但是风积沙特有的工程特性也给公路隧道设计和施工带来了诸多难题。比如，围岩自稳能力极差，围岩变形在洞室开挖后短时间内完成，支护不及时很有可能塌方。本文以青海省茶（卡）格（尔木）高速公路脱土山风积沙隧道为依托（该风积沙隧道采用竖直旋喷桩对地表进行了预加固处理）。针对风积沙围岩差、埋深浅等特点进行了现场浅埋段的测试，重点研究了围岩与初期支护接触压力、钢拱架的轴力、初期支护与二次衬砌接触压力及二次衬砌混凝土应变的时间变化规律，为数值模拟提供一定的实测依据。
　　数值模拟采用FLAC3D有限元软件对浅埋风积沙隧道施工过程进行三维数值模拟，得出隧道在环形开挖预留核心土的开挖过程中围岩的应力分布、初期支护和二次衬砌的压力、二次衬砌的应变情况。将数值模拟结果与现场实测数据进行对比，综合分析数值模拟的结果和现场实测数据的差异，进而对浅埋风积沙隧道的支护体系受力变形进行研究，同时分析导致两者差异较大的不确定因素，得出了基于地表竖直旋喷桩加固的浅埋风积沙隧道在环形开挖预留核心土台阶法的施工过程中支护结构的受力特性，此研究成果可为类似隧道工程提供参考和经验。

目录

声明

第一章 绪论

1.1研究背景及意义

1.2 研究现状

1.3 研究的主要内容、方法和技术路线

第二章 依托工程概况

2.1 风积沙工程地质特性

2.2 依托工程概况

2.3 本章小结

第三章 旋喷桩地层加固机理及现场应用

3.1 高压喷射注浆技术

3.2竖直旋喷桩的成桩机理

3.3竖直旋喷桩的加固机理

3.4依托工程旋喷桩应用

3.4超前支护效果

3.5 本章小结

第四章 依托工程现场测试及结果分析

4.1 概述

4.2 现场测试目的

4.3 测试元件原理

4.4测试内容与方法

4.5 现场测试数据整理

4.6 支护结构受力特性分析

4.7 本章小结

第五章 浅埋风积沙隧道施工数值分析

5.1 引言

5.2数值分析方法概述

5.3 环形开挖预留核心土模拟分析

5.4施工开挖模拟结果分析

5.5 本章小结

第六章 结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

参考文献

攻读学位期间发表的论文及参与的科研项目

致谢