大斷面黃土隧道變形特性及支護機理研究

《大斷面黃土隧道變形特性及支護機理研究》是依託北京交通大學，由譚忠盛擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：大斷面黃土隧道變形特性及支護機理研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：譚忠盛
• 依託單位：北京交通大學

項目摘要

以鐵路及公路大斷面黃土隧道為依託工程，在近年來承擔的相關研究項目及已有大量現場試驗數據的基礎上，採用理論分析、數值模擬、離心試驗、室內模型試驗等綜合方法，開展大斷面黃土隧道施工時空效應分析及支護結構作用機理研究。主要內容：研究大斷面黃土隧道變形特性、施工過程的時空效應及支護結構力學行為的變化規律，並提出施工過程沉降控制標準；研究淺埋、深埋大斷面黃土隧道錨桿的力學性能及其作用效果，提出大斷面黃土隧道取消系統錨桿的可行性；研究黃土隧道鋼架+噴混凝土的承載力隨時間變化規律，型鋼鋼架與格柵鋼架的性能及適用性，以及相應的支護參數；在此基礎上，研究提出隧道合理的支護形式及支護參數。研究成果為黃土隧道的設計提供理論基礎，為施工中的變形控制提供理論依據和方法。

結題摘要

近年來我國高速鐵路及公路工程中修建了大量大斷面黃土隧道，揭示大斷面黃土隧道變形特徵及初支與圍岩作用機理，從而採取合理的支護措施和施工方法是目前極需解決的問題。項目以多座鐵路及公路大斷面黃土隧道為依託，採用理論分析、數值模擬、離心試驗等綜合方法，開展了大斷面黃土隧道施工時空效應分析及支護結構作用機理研究，主要研究內容如下：（1）大斷面黃土隧道變形特性；（2）大斷面黃土隧道施工過程時空效應分析；（3）大斷面黃土隧道系統錨桿作用機理及效果研究；（4）大斷面黃土隧道格柵鋼架作用機理及適應性研究。 項目收集了大量大斷面黃土隧道變形數據，明確了其變形規律，建立大斷面黃土隧道施工過程數值模擬計算模型，結合現場監測變形數據，分析了施工過程時空效應。建立了大斷面黃土隧道錨桿作用數值計算模型和離心試驗模型，闡明了錨桿作用機理，通過大斷面黃土隧道有、無系統錨桿現場試驗，明確提出大斷面黃土隧道應取消系統錨桿。建立了黃土隧道圍岩特徵曲線和支護特徵曲線力學計算模型，分析了格柵拱架+噴射混凝土、型鋼拱架+噴射混凝土與圍岩作用機理，通過現場對比試驗，分析了格柵拱架適應性，提出大斷面黃土隧道應採用格柵拱架支護，建立了大斷面黃土隧道施工及變形控制體系。研究成果在鄭西高速鐵路，寶蘭客專、武西高速等工程了開展了試驗套用，為我國大斷面黃土隧道順利修建提供了重要理論基礎和工程借鑑。 項目發表論文7篇，其中EI論文6篇，申請發明專利3項；培養博士生2名，碩士生4名，參加國際學術會議3次，國內學術會議3次；研究成果獲得省部級二等獎1次，國家科技進步二等獎1次。