目錄

第1章 緒 論 / 1

1.1 隧道預(yù)支護(hù)的意義及前景 / 1

1.2 隧道預(yù)支護(hù)的主要手段比較 / 2

1.3 管棚及水平旋噴的研究現(xiàn)狀 / 4

1.3.1 管棚的研究現(xiàn)狀 / 4

1.3.2 水平旋噴拱棚研究現(xiàn)狀 / 7

1.3.3 對(duì)研究現(xiàn)狀的認(rèn)識(shí) / 11

1.4 本書(shū)的主要內(nèi)容 / 12

第2章 隧道超前預(yù)支護(hù)力學(xué)模型研究 / 13

2.1 管棚預(yù)支護(hù)改進(jìn)梁模型研究 / 13

2.1.1 管棚預(yù)支護(hù)結(jié)構(gòu)力學(xué)模型既有研究分析 / 13

2.1.2 改進(jìn)的管棚地基梁模型 / 15

2.1.3 改進(jìn)的管棚彈性地基梁模型簡(jiǎn)化求解 / 19

2.2 水平旋噴預(yù)支護(hù)拱棚殼模型研究 / 38

2.2.1 殼體力學(xué)的基本理論 / 38

2.2.2 水平旋噴拱棚彈性地基柱殼模型的建立 / 44

2.2.3 水平旋噴拱棚力學(xué)表達(dá)式推導(dǎo) / 51

2.2.4 水平旋噴拱棚殼體模型案例分析 / 58

2.3 本章小結(jié) / 63

第3章 基于改進(jìn)梁模型注漿管棚預(yù)支護(hù)效果分析 / 64

3.1 石頭崗隧道下穿衡昆高速淺覆工程 / 64

3.1.1 工程概況 / 64

3.1.2 管棚超前預(yù)支護(hù)效果 / 67

3.2 長(zhǎng)大管棚內(nèi)力測(cè)試及分析 / 69

3.2.1 測(cè)試方案 / 69

3.2.2 測(cè)試結(jié)果分析 / 70

3.3 管棚力學(xué)機(jī)理的數(shù)值研究 / 79

3.3.1 模型建立 / 79

3.3.2 相關(guān)參數(shù)選取 / 80

3.3.3 模擬結(jié)果與實(shí)測(cè)對(duì)比分析 / 84

3.4 小結(jié) / 86

第4章 隧道水平旋噴拱棚力學(xué)機(jī)制和工程應(yīng)用 / 87

4.1 工程算例 / 87

4.1.1 工程概況 / 87

4.1.2 水平旋噴樁施工 / 89

4.2 殼體解析模型驗(yàn)證分析 / 90

4.2.1 A類型情況對(duì)比驗(yàn)證 / 92

4.2.2 B類型情況對(duì)比驗(yàn)證 / 94

4.3 基于殼體解析模型旋噴拱棚變形受力分析 / 95

4.3.1 撓度分析 / 95

4.3.2 縱向受力分析 / 96

4.3.3 橫向受力分析 / 99

4.4 基于殼體解析模型旋噴拱棚參數(shù)影響分析 / 101

4.4.1 樁徑對(duì)拱棚撓度影響 / 101

4.4.2 初始撓度對(duì)拱棚撓度影響 / 103

4.4.3 開(kāi)挖高度對(duì)拱棚撓度影響 / 104

4.4.4 開(kāi)挖進(jìn)尺對(duì)拱棚撓度影響 / 104

4.4.5 隧道埋深對(duì)拱棚撓度影響 / 106

4.5 本章小結(jié) / 108

第5章 管棚缺陷對(duì)其預(yù)支護(hù)效果影響及克服 / 109

5.1 注漿飽滿度對(duì)管棚承載影響試驗(yàn)研究 / 109

5.1.1 試驗(yàn)方案 / 109

5.1.2 試件制作 / 110

5.1.3 測(cè)點(diǎn)布置 / 113

5.1.4 加載制度及試驗(yàn)裝置 / 114

5.1.5 試驗(yàn)結(jié)果分析 / 116

5.2 注漿飽滿度對(duì)管棚承載影響的精細(xì)化數(shù)值研究 / 119

5.2.1 數(shù)值模型建立 / 119

5.2.2 數(shù)值試驗(yàn)對(duì)比分析 / 120

5.3 注漿飽滿度對(duì)加強(qiáng)管棚承載影響試驗(yàn)研究 / 122

5.3.1 試件制作 / 122

5.3.2 試驗(yàn)結(jié)果分析 / 123

5.4 注漿飽滿度對(duì)加強(qiáng)管棚承載影響的精細(xì)化數(shù)值研究 / 125

5.4.1 數(shù)值模型建立 / 125

5.4.2 數(shù)值計(jì)算結(jié)果分析 / 126

5.4.3 數(shù)值試驗(yàn)對(duì)比分析 / 130

5.5 本章小結(jié) / 131

第6章 富水砂層隧道水平旋噴預(yù)支護(hù)效果分析 / 132

6.1 基于流固耦合作用下水平旋噴拱棚模型試驗(yàn)研究 / 132

6.1.1 相似關(guān)系及材料參數(shù) / 132

6.1.2 試驗(yàn)方案設(shè)計(jì) / 136

6.1.3 水平旋噴拱棚受力特性的模型試驗(yàn)結(jié)果分析 / 138

6.2 基于流固耦合作用下水平旋噴拱棚力學(xué)特性的數(shù)值分析 / 160

6.2.1 有限元模型建立 / 160

6.2.2 水平旋噴拱棚及掌子面受不同地下水位影響分析 / 164

6.2.3 水平旋噴拱棚及地表沉降受隧道埋深的影響分析 / 170

6.3 本章小結(jié) / 172

第7章 結(jié)論與展望 / 173

7.1 主要結(jié)論 / 173

7.2 主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn) / 174

7.3 進(jìn)一步研究展望 / 174

參考文獻(xiàn)/ 176