公路隧道二衬钢筋装配化螺栓的接头设计

针对公路隧道二衬钢筋现场焊接、绑扎效率低、质量控制难度大的弊端,基于直线型混凝土软化本构模型及钢筋应力应变关系,推导得到钢筋混凝土衬砌截面的极限承载力计算式.结合螺栓连接面极限承载力,以应力分布系数作为控制因素,将轴心压缩状态、大小偏心分界点以及纯弯状态时的最危险截面作为特征截面,控制钢筋混凝土截面极限承载力以及螺栓连接面极限承载力在特征截面处的大小,得到连接面处螺栓的设计方法 .选取某隧道隧址围岩参数及其断面尺寸、支护参数,运用得到的螺栓设计方法进行螺栓选型并设计连接面处的螺栓分布,给出钢筋预制节段的划分方案,通过数值模拟验证了二衬钢筋装配化螺栓的接头设计的合理性.研究结果表明:钢筋骨架采用螺栓装配化预制连接后,二衬结构的应力进行了重分布,应力与变形的增长速率放缓,并逐渐稳定.最终,左拱肩和左拱脚处的应力分别降低58%和53%,位移量同样有不同程度的降低;在拱底螺栓连接面,应力相较提高,但由于螺栓的高承载性能,隆起量反而有所降低,充分发挥了螺栓的性能,实现了结构优化.

基于正交试验的溶洞对隧道稳定性影响分析

为研究溶洞对隧道稳定性的影响程度,依据正交试验设计方法,将溶洞的尺寸、距离、方位作为影响因素,将隧道拱顶下沉、周边收敛及底部隆起作为考核指标,运用ANSYS软件对选取的工况进行数值模拟分析,借助正交试验数据分析方法得到溶洞不同因素的变化对隧道稳定性影响程度的定量判断。结果表明,3个因素对隧道拱顶下沉影响程度由大到小依次为方位、尺寸、距离;对隧道周边收敛影响程度由大到小依次为尺寸、距离,由于方位影响过小,可忽略不计;对隧道底部隆起由大到小影响程度依次为方位、距离、尺寸。