【技术实现步骤摘要】
浅埋隧道施工双层超前支护结构一体化计算模型与计算方法
本专利技术涉及隧道结构计算领域，尤其涉及浅埋隧道双层超前支护结构体系的分析计算。
技术介绍
随着我国工程建设的发展，各种复杂地质和环境条件下的隧道工程越来越多，在软弱围岩下穿建筑物或管线的隧道施工中，为保证施工安全、控制建筑物的沉降，隧道超前预加固和预支护是目前软弱围岩隧道下穿施工的一种最主要手段。对于隧道超前预支护结构的设计计算，目前多采用数值计算方法，但数值计算方法难以完全反映超前预支护结构的作用效果，无法据此确定超前预支护结构分担的荷载及对预支护参数进行设计。针对管棚等超前预支护结构提出的弹性地基梁计算模型，多用于单层超前预支护结构，针对双层超前预支护结构的理论计算，目前没有相应的计算模型和计算方法。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是，针对现有技术不足，提供一种浅埋隧道施工双层超前支护结构一体化计算方法，实现浅埋软弱围岩隧道双层超前预支护结构的定量化分析计算。为解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是：一种浅埋隧道施工双层超前支护结构一体化计算模型，该计算模型中，两层超前支护结构均采用弹性地...
【技术保护点】
1.一种浅埋隧道施工双层超前支护结构一体化计算模型，其特征在于，上下两层超前支护结构均采用弹性地基梁单元进行模拟，两层超前支护结构之间的相互作用采用Winkler地基弹簧单元进行模拟；超前支护结构一端采用弹性约束，只允许其产生竖向位移，另一端为自由边界；上下两层超前支护结构均作用有围岩压力，下层超前支护结构在隧道掌子面前方未开挖段作用有地基反力。
【技术特征摘要】
1.一种浅埋隧道施工双层超前支护结构一体化计算模型，其特征在于，上下两层超前支护结构均采用弹性地基梁单元进行模拟，两层超前支护结构之间的相互作用采用Winkler地基弹簧单元进行模拟；超前支护结构一端采用弹性约束，只允许其产生竖向位移，另一端为自由边界；上下两层超前支护结构均作用有围岩压力，下层超前支护结构在隧道掌子面前方未开挖段作用有地基反力。2.一种浅埋隧道施工双层超前支护结构一体化计算方法，其特征在于，包括以下步骤：1)根据实际施工工况，建立隧道施工双层超前支护结构一体化计算模型；2)根据超前支护结构的设计参数及所处的地层条件，确定超前支护结构体系的计算参数；所述计算参数包括上下两层超前支护结构之间的弹簧参数、上层超前支护结构的计算参数、下层超前支护结构在隧道未开挖段以及开挖后未支护段的计算参数、隧道已开挖段下层超前支护结构的计算参数；3)根据各超前支护结构的空间位置，确定所述超前支护结构体系承担的荷载值及地基反力；4)根据超前支护结构体系之间的变形协调，建立耦合方程组；5)根据超前支护结构体系的端部约束及荷载变化处的连续性，确定耦合方程组的边界条件，按高斯消元法求解得到耦合方程组的待定系数，从而得到超前支护结构的挠度方程；6)根据求解得到的超前支护结构的挠度方程，计算超前支护结构体系在不同情况下的变形及内力分布。3.根据权利要求2所述的浅埋隧道施工双层超前支护结构一体化计算方法，其特征在于，步骤2)中，上下两层超前支护结构之间的弹簧参数取土层的抗力系数；上层超前支护结构的计算参数根据实际采用的水平旋喷桩或管棚采用其实际计算参数；下层超前支护结构在隧道未开挖段以及开挖后未支护段采用支护...
【专利技术属性】
技术研发人员：施成华，赵晨阳，雷明锋，杨伟超，张浩，王祖贤，刘召华，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：湖南,43
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