基于變基床系數下雙參數模型的管棚力學機理研究.pdf

1、隨著城市建設進入高速發(fā)展時期，在城市中修建地下商業(yè)街、地鐵等地下工程越來越普遍，但在城市開挖地下工程時，要求嚴格控制地表沉降，保證掌子面穩(wěn)定，這就需要對開挖面前方的土體進行預支護處理。管棚預支護具有預支護距離長、施工速度快、安全性能高等優(yōu)點，因而在地下工程施工中得到廣泛應用。然而管棚預支護體系理論還有很多問題有待解決，隨著城市地下工程的發(fā)展，基于工程經驗的類比法已經不能滿足管棚設計和施工的需求。因此，進一步研究管棚預支護體系的力學機理具

2、有重要的現實意義。
　　根據對國內外管棚預支護技術研究現狀的了解，本文在管棚的設計參數、管棚的作用機理及其數值模擬等三個方面做了以下幾點研究：
　?。?）闡述了管棚預支護的作用機理、適用條件以及分類；對管棚的設計參數進行了探討；
　　（2）確定了淺埋隧道中管棚受力荷載的作用范圍及計算方法；建立了基于變基床系數下Pasternak雙參數地基梁理論的管棚力學模型，從而得到了管棚預支護在荷載作用下的撓度、轉角、彎矩及剪力方程

3、，并基于此對其設計參數進行了優(yōu)化；
　　（3）把管棚預支護隧道開挖的掌子面穩(wěn)定問題看作在荷載作用下的邊坡穩(wěn)定問題，提出隧道的掌子面穩(wěn)定性評價方法，從理論上判斷掌子面的穩(wěn)定性，保證隧道施工安全；
　?。?）通過是否使用管棚支護兩種情況對隧道開挖過程進行三維施工模擬，并對開挖引起的圍巖變形規(guī)律進行了對比分析，結果表明采用管棚預支護，有利于控制圍巖沉降，提高掌子面穩(wěn)定性。
　　本文的研究成果對管棚的力學機理研究和設計參數的優(yōu)