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黄土隧道不同支护体系下围岩变形响应研究

         
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随着隧道机械化、装配化施工的推进,探索新型结构的支护效应对于实现“双碳”目标具有重要意义。基于新型组合结构支护体系,依托某浅埋黄土隧道,探讨了传统型钢钢架与π型钢架的抗弯性能,并通过现场监测结合数值模拟,对比分析了传统支护体系与新型支护体系下的围岩变形特征及响应规律,明确了各自的支护效应。结果表明:相比传统型钢钢架,π型钢架I_(x)/I_(y)更加接近1,水平和垂直方向的抗弯能力相对平衡,稳定性更好;数值计算结果与现场监测数据的沉降趋势较为吻合,围岩变形发展均经历4个阶段,且拱顶最终沉降及周边收敛的计算平均误差分别为14.85%和15.25%,验证了数值建模方法的正确性;建立对比分析模型,与传统支护体系相比,新型组合结构支护体系下的拱顶沉降、周边收敛以及初期支护压应力分别减少53.4%、61.0%、35.2%,塑性区的扩展得到有效控制。本研究可进一步丰富黄土隧道支护结构选型,为同类工程施工提供参考。

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