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高速公路隧道衬砌支护结构承载特性研究

单层衬砌；特征曲线；支护力；分担比

为了研究单层衬砌支护结构承载特性，本文以王家屋基隧道为依托，通过数值模拟对围岩与支护结构的特征曲线进行分析计算，并对初期支护的协同承载支护力及分担比进行研究，从最大支护力角度进行结构安全性评价，得出以下结论：（1）围岩特征曲线表明，从洞周径向位移角度来看，仰拱>拱腰>拱顶>边墙>墙脚。仰拱位置特征曲线较其他部位差异较大，弹性段更长。（2）围岩纵向变形曲线表明围岩位移的主要变化集中于掌子面前后 1 至 2 倍洞径的范围内，当掌子面距离超过 3 倍洞径时，围岩位移变化趋于稳定。（3）除局部锁脚锚杆支护力分担比达到 30%，系统锚杆的平均支护力分担比不足 10%，喷砼和钢架仍为主要的承载结构。（4）从最大支护力的角度进行支护结构安全性评价，稳定后钢架强度的占用率约为 80%，而喷射混凝土仍具有 50%以上的强度作为安全储备，钢架的安全系数要整体低于喷砼。