【技术实现步骤摘要】
本申请属于隧道施工，更具体地说，是涉及一种适用于大变形隧道的负泊松比结构钢架。
技术介绍
1、近年来复杂地质条件下的长大隧道不断涌现，这些隧道地质环境恶劣，围岩软弱，且往往伴随较高的地应力，给高速公路长大隧道的设计和施工带来了巨大的挑战，其中隧道围岩大变形灾害发生概率大，变形具有显著的时间效应，极易破坏支护结构、侵入断面限界，处理不当将造成塌方等严重后果，如损毁机械设备、造成施工人员伤亡、工期延误等。
2、目前针对隧道围岩大变形，多采用强支护、多重支护、应力释放等方式进行变形控制，但不同隧道其大变形机理、变形特征和处治方式也不尽相同，因此，隧道大变形治理急需寻求一种适用面广，适用性强的处治方式。
技术实现思路
1、为实现上述目的，本申请采用的技术方案是：提供一种适用于大变形隧道的负泊松比结构钢架，包括多个可压缩钢架单元，每个所述可压缩钢架单元包括第一翼板和第二翼板，所述第一翼板固定连接有压缩片，所述第二翼板固定连接有为中空结构的套体，所述压缩片远离所述第一翼板的一侧夹设于所述套体内侧，且所述套体与所述压缩片之间具有摩擦力。
2、可选地，所述压缩片远离所述第一翼板的一端设置有扩张体，所述扩张体的厚度大于所述压缩片的厚度，所述套体包括两个平行段和位于两个所述平行段之间的扩张段，所述扩张段的宽度大于所述平行段的宽度，所述扩张体位于所述扩张段内，且所述扩张体的厚度大于所述平行段的宽度。
3、可选地，所述套体由两块相互对称的弯折板组成，两块所述弯折板的中部
4、可选地，两个所述平行段分别为第一平行段和第二平行段，所述第二平行段与所述第二翼板固定连接，所述第一平行段位于远离所述第二翼板的一侧，所述第一平行段与所述第一翼板之间的距离小于所述扩张体与所述第二翼板之间的距离。
5、可选地，所述压缩片与所述第一平行段的两侧壁之间填充有摩阻填充材料。
6、可选地，所述扩张体为锥体、柱体或球体。
7、可选地，所述第二翼板长度方向的两端均设置有端板，所述套体的两端与所述端板固定连接，所述第一翼板和所述压缩片与所述端板之间设置有间隙。
8、可选地，所述第一翼板上设置有多个报警元件，且所述报警元件与所述套体的位置对应，相邻所述报警元件之间的距离为3～5m。
9、可选地，所述压缩片施加有预应力。
10、可选地，每个所述可压缩钢架单元中，所述压缩片和所述套体沿所述可压缩钢架单元的长度方向通长设置，沿所述压缩钢架单元的宽度方向设置有多个，所述压缩片与所述套体数量相匹配且一一对应。
11、本申请提供的适用于大变形隧道的负泊松比结构钢架的有益效果在于：与现有技术相比，本申请提供的适用于大变形隧道的负泊松比结构钢架通过可压缩结构，实现大变形的应力释放过程，允许其有一定的应力释放和变形量，避免了传统刚性支护的脆性破坏；通过结构设计实现负泊松比效应，提供抵抗围岩变形的支撑力，变相提升支护强度，避免了多重支护及高强度材料支护；提供预应力支撑，当围岩压力大于钢架结构初始预应力后，钢架开始进行压缩，提升钢架的受荷能力；当钢架压缩至极限变形量时，压缩报警元件，触发报警系统，便于及时针对变形较大位置进行处理，避免了突发性坍塌及支护结构局部侵限的发生；通过设置摩阻填充材料，增大钢架压缩过程中的阻力，提升其抵抗变形的能力。
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1.一种适用于大变形隧道的负泊松比结构钢架，其特征在于：包括多个可压缩钢架单元，每个所述可压缩钢架单元包括第一翼板(4)和第二翼板(5)，所述第一翼板(4)固定连接有压缩片(1)，所述第二翼板(5)固定连接有为中空结构的套体(2)，所述压缩片(1)远离所述第一翼板(4)的一侧夹设于所述套体(2)内侧，且所述套体(2)与所述压缩片(1)之间具有摩擦力。
2.如权利要求1所述的适用于大变形隧道的负泊松比结构钢架，其特征在于：所述压缩片(1)远离所述第一翼板(4)的一端设置有扩张体(3)，所述扩张体(3)的厚度大于所述压缩片(1)的厚度，所述套体(2)包括两个平行段和位于两个所述平行段之间的扩张段，所述扩张段的宽度大于所述平行段的宽度，所述扩张体(3)位于所述扩张段内，且所述扩张体(3)的厚度大于所述平行段的宽度。
3.如权利要求2所述的适用于大变形隧道的负泊松比结构钢架，其特征在于：所述套体(2)由两块相互对称的弯折板组成，两块所述弯折板的中部向外弯折，形成所述扩张段。
4.如权利要求2所述的适用于大变形隧道的负泊松比结构钢架，其特征在于：两个所述
5.如权利要求4所述的适用于大变形隧道的负泊松比结构钢架，其特征在于：所述压缩片(1)与所述第一平行段的两侧壁之间填充有摩阻填充材料(6)。
6.如权利要求2所述的适用于大变形隧道的负泊松比结构钢架，其特征在于：所述扩张体(3)为锥体、柱体或球体。
7.如权利要求1所述的适用于大变形隧道的负泊松比结构钢架，其特征在于：所述第二翼板(5)长度方向的两端均设置有端板(8)，所述套体(2)的两端与所述端板(8)固定连接，所述第一翼板(4)和所述压缩片(1)与所述端板(8)之间设置有间隙。
8.如权利要求1所述的适用于大变形隧道的负泊松比结构钢架，其特征在于：所述第一翼板(4)上设置有多个报警元件(7)，且所述报警元件(7)与所述套体(2)的位置对应，相邻所述报警元件(7)之间的距离为3～5m。
9.如权利要求1所述的适用于大变形隧道的负泊松比结构钢架，其特征在于：所述压缩片(1)施加有预应力。
10.如权利要求1所述的适用于大变形隧道的负泊松比结构钢架，其特征在于：每个所述可压缩钢架单元中，所述压缩片(1)和所述套体(2)沿所述可压缩钢架单元的长度方向通长设置，沿所述压缩钢架单元的宽度方向设置有多个，所述压缩片(1)与所述套体(2)数量相匹配且一一对应。
...【技术特征摘要】
1.一种适用于大变形隧道的负泊松比结构钢架，其特征在于：包括多个可压缩钢架单元，每个所述可压缩钢架单元包括第一翼板(4)和第二翼板(5)，所述第一翼板(4)固定连接有压缩片(1)，所述第二翼板(5)固定连接有为中空结构的套体(2)，所述压缩片(1)远离所述第一翼板(4)的一侧夹设于所述套体(2)内侧，且所述套体(2)与所述压缩片(1)之间具有摩擦力。
2.如权利要求1所述的适用于大变形隧道的负泊松比结构钢架，其特征在于：所述压缩片(1)远离所述第一翼板(4)的一端设置有扩张体(3)，所述扩张体(3)的厚度大于所述压缩片(1)的厚度，所述套体(2)包括两个平行段和位于两个所述平行段之间的扩张段，所述扩张段的宽度大于所述平行段的宽度，所述扩张体(3)位于所述扩张段内，且所述扩张体(3)的厚度大于所述平行段的宽度。
3.如权利要求2所述的适用于大变形隧道的负泊松比结构钢架，其特征在于：所述套体(2)由两块相互对称的弯折板组成，两块所述弯折板的中部向外弯折，形成所述扩张段。
4.如权利要求2所述的适用于大变形隧道的负泊松比结构钢架，其特征在于：两个所述平行段分别为第一平行段和第二平行段，所述第二平行段与所述第二翼板(5)固定连接，所述第一平行段位于远离所述第二翼板(5)的一侧，所述第一平行段与所述第一翼板(4)之间的距离小于所述扩张...
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