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隧道地下工程已经被应用到各个工程领域,在经济建设方面发挥了很大的作用。隧道和地下工程能够得到重视和发展因素有:城市地面空间的日益不足,为了保护地面的环境(历史建筑物和自然风景),为了不间断地面交通,可充分利用地下空间。于是各种类型的隧道应运而生。由于隧道工程有着其特有的复杂性,每个隧道有着其自有的特点,不同的地形条件、围岩条件、地应力条件、施工条件等等。排除上述因素,主要是因为围岩支护本身就是一门技术复杂,综合性特别强的岩土工程难题,涉及到围岩的区域性、个性、综合性、时空效应及环境效应等,给隧道的施工带来了诸多的挑战性,设计施工人员要面临着大量的技术难题以求解决。 为了解决用盾构法在隧道施工中以管片衬砌的诸多问题,首次提出了型钢骨架钢板混凝土作为围岩支护结构。本文主要从以下几个方面,对型钢骨架钢板混凝土衬砌结构进行研究。 1)第一部分简要概述了本研究课题的背景及意义,综述了隧道工程在国内外的现状及发展趋势,介绍了隧道施工方法的常见类型,提出了本文的研究内容并简要介绍了本文的研究方法。 2)在前人研究基础上,首次提出了采用型钢骨架钢板混凝土复合结构进行隧道施工,介绍其工作机理,阐述可行性,并给出施工方案。 3)在施工工艺满足其可行性的前提下,需要进一步的从受力和变形上对其进行深层次的论证分析。在这里采用大型非线性有限元软件ANSYS建立型钢骨架钢板混凝土筒壁的计算模型,实际模拟围岩压力,对其进行受力分析,分析其在施工过程中的产生的应力力分布情况和壁筒的变形情况。然后对筒壁的厚度进行探讨,得出最优的施工方案。 4)通过对型钢骨架钢板混凝土壁筒数值模拟计算结果,从技术和经济角度出发,与运用普通的衬砌法进行分析对比,提出合理化建议。