加筋喷砼拱肋结构以其施工方便、经济有效等优点,在软弱围岩加固中广泛应用。目前,针对该支护结构的研究主要集中在围岩荷载作用下的结构形式设计、加固机理和支护效应分析,尚未涉及温度变化对该结构变形和内力的影响,影响寒区隧道加筋喷砼拱肋结构承载特性准确评价。本文根据围岩质量分别基于固端无铰拱、弹性支承无铰拱、无铰拱-弹性地基梁等三种力学模型,分析了温度变化对加筋喷砼拱肋结构承载特性的影响机制,并分别推导了三种力学模型考虑围岩压力、结构自重与温度变化共同作用下拱肋内力与变形的解析表达式,据此编写相应计算程序,以鸡鸣驿隧道为例对比分析了寒区隧道加筋喷砼拱肋结构内力、变形特征,为加筋喷砼拱肋结构承载特性评价提供了技术支持。主要研究内容如下:(1)基于固端无铰拱模型的加筋喷砼拱肋力学响应分析。针对围岩质量较好情况下的加筋喷砼拱肋支护结构,采用结构力学法建立了在围岩压力、结构自重与温度变化共同作用下的内力-变形力学模型,推导了喷砼拱肋内力及变形的解析解,编制了相应计算程序并考证。采用该计算程序研究了拱肋力学响应,重点对比分析了拱肋内外侧温度同步降低38.1℃、同步升高31.5℃时拱肋弯矩、轴力、剪力与变形特征。结果表明:内外侧温度同步变化对拱肋内力影响较小,但对拱肋变形的影响较大;温度同步降低38.1℃时,拱顶沉降量增大了 46.61%。(2)基于弹性支承无铰拱模型的加筋喷砼拱肋力学响应分析。针对软弱围岩隧道中的加筋喷砼拱肋支护结构,采用结构力学法建立了围岩压力、结构自重与温度变化共同作用下喷砼拱肋内力-变形力学模型,推导了喷砼拱肋内力及变形的解析解,编制了相应计算程序并考证。采用该计算程序研究了拱肋力学响应,重点对比分析了拱肋内外侧温度同步降低38.1℃、同步升高31.5℃时拱肋弯矩、轴力、剪力与变形特征。结果表明:内外侧温度变化对拱肋内力影响较小,但对拱肋变形的影响较大;温度同步降低38.1℃时,拱顶沉降量增大了 25.21%。(3)基于无铰拱-弹性地基梁模型的加筋喷砼拱肋力学响应分析。针对软弱围岩隧道中的加筋喷砼拱肋支护结构与锁脚锚杆联合承载的情况,采用结构力学法、弹性地基梁法以及荷载传递法,建立了围岩压力、结构自重与温度变化共同作用下喷砼拱肋内力-变形力学模型,推导了喷砼拱肋内力及变形的解析解,编制了相应计算程序并考证。采用该计算程序研究了拱肋力学响应,重点对比分析了拱肋内外侧温度同步降低38.1℃、同步升高31.5℃时拱肋弯矩、轴力、剪力与变形特征。结果表明:内外侧温度变化对拱肋内力影响较小,但对拱肋变形的影响较大;温度同步降低38.1℃时,拱顶沉降量增大了 25.54%。