锚固结构耐久性对隧道结构的影响分析研究【摘要】 随着新奥法在全世界的风行,我国锚固结构的工程量相当大。仅1980年以后按新奥法原理建造的铁路隧道即占我国隧道总条数和总长度的10%。已发现了锚杆耐久性失效的实例。在以往的锚固设计中,都是根据整体稳定性而采用静态设计法,即在满足平衡条件的前提下,认为锚固系统是永久性的,一劳永逸的,不存在渐进破坏的概念。但作为一种处于高应力状态的结构,并且大都深埋于地下,受施工环境、腐蚀介质等因素的影响,将不可避免的出现耐久性问题。存在诸如锚固体腐蚀、应力松弛、锚固体强度逐渐衰减等问题,诸多因素将显著影响锚固系统的使用寿命。锚固结构使用数量巨大,服役环境恶劣且耐久性要求较高,并且大多数是作为主要承载结构设计的,一旦出现耐久性问题,就会导致很严重的后果,必须引起高度重视。对其耐久性的研究不仅具有较大的经济价值,同时也关系到人民生命财产安全和国家安全。本文通过对戴云山隧道进口处DK423+505断面建立数值模型,模拟分析了隧道开挖和支护过程中的围岩应力、支护内力,并通过与实际监控量测的围岩位移进行比较,证明有限元模型正确、可行。在该模型的基础上,分别考虑锚固结构的加固围岩作用和锚固支撑作用,通过改变围岩参数或.更多还原【Abstract】 With the popularity of new Austrian method around the world, the quantity of the anchoring structure in our country is a huge amount. Since 1980, the railway tunnels according to the principle of NATM tunnel construction took 10% of the total number and total length. There has been instances of the failure of anchorage durability.In the past, the anchorage design was based on the overall stability, took the static design. Under the precondition of Equilibrium conditions, the anchoring system was.更多还原 【关键词】 锚固结构； 耐久性； 隧道结构； 数值模拟； 【Key words】 Anchorage； Durability； Tunnel structure； Numerical simulation； 【索购硕士论文全文】Q联系Q：138113721 139938848 即付即发目录摘要 4-5 ABSTRACT 5-6 第一章 绪论 11-17 1.1 问题的提出及研究意义 11-12 1.2 国内外研究现状 12-16 隧道工程耐久性 12-14 锚固结构耐久性 14-16 1.3 本文研究的主要内容 16-17 第二章 锚固结构耐久性影响因素 17-25 2.1 锚固结构的工作原理 17-18 锚杆的力学作用 17 锚固结构的破坏形式 17-18 2.2 锚固结构与地面结构在耐久性方面的区别 18 2.3 锚固结构耐久性影响因素 18-21 地质条件 19 施工因案 19-20 应力水平的影响 20 腐蚀介质的影响 20-21 2.4 主要腐蚀作用及其影响因素 21-24 碳化作用 21-22 氯离子侵蚀作用 22 硫酸盐侵蚀作用 22-23 锚杆杆体腐蚀 23-24 2.5 本章小结 24-25 第三章 戴云山隧道进口工程概况 25-34 3.1 隧道概况 25 3.2 自然地理概况 25-26 地形地貌 25-26 气候 26 3.3 地层岩性特征 26 3.4 地质构造 26-28 褶皱 26 断层 26-27 节理构造 27-28 3.5 水文地质条件 28-29 地表水发育特征 28 地下水发育特征 28 补给来源 28-29 隧道涌水量预测 29 3.6 址区围岩分级 29-30 3.7 隧道建筑限界及衬砌内轮廓 30-31 3.8 隧道衬砌结构设计 31 3.9 隧道防排水设计 31-32 防排水原则 31 防排水设计 31-32 3.10 建筑材料 32 初期支护 32 二次衬砌 32 其他材料 32 3.11 施工方法 32-33 3.12 隧道耐久性设计 33-34 耐久性设计标准 33 耐久性设计措施 33-34 第四章 计算理论及数值模型的建立 34-50 4.1 地下结构计算方法 34 4.2 数值方法 34-35 4.3 有限元方法概述 35-37 4.4 岩土本构关系及强度理论 37-41 弹塑性本构模型简介 37-40 围岩强度判据 40-41 4.5 模型概况 41-42 4.6 单元参数选取 42-44 围岩参数 42 初期支护参数 42-43 锚杆参数 43 二次衬砌参数 43 荷载步设置 43-44 4.7 隧道修建过程模拟分析 44-46 荷载步设置 44 自重作用下的初始应力场及位移场 44-45 建成后隧道分析 45-46 4.8 现场监控量测分析 46-49 监控量测的目的 46-47 监控量测设计内容 47-48 监控量测成果与数值模拟结果对比分析 48-49 4.9 本章小结 49-50 第五章 锚固结构耐久性对隧道结构的影响分析 50-77 5.1 考虑加固围岩作用的耐久性分析 50-59 锚固结构弱化参数的确定 50 围岩应力分析 50-53 二次衬砌应力分析 53-56 初期支护内力分析 56-58 关键点位移分析 58-59 5.2 考虑锚杆支撑作用的耐久性分析 59-72 锚固结构弱化参数的确定 59-61 5.2.2 ANSYS的接触分析能力 61-62 围岩应力分析 62-64 二次衬砌应力分析 64-68 初期支护内力分析 68-70 锚杆内力分析 70-72 关键点位移分析 72 5.3 围岩条件及隧道埋深的影响分析 72-75 不同条件下围岩应力分析 73-74 不同条件下支护内力分析 74-75 5.4 本章小结 75-77 结语 77-79 结论 77 展望 77-79 参考文献