1、我國黃土分布幅員遼闊,近年來在黃土分布地區(qū)修建了大量的鐵路干線、支線和專用線。在此期間,施工建設(shè)中出現(xiàn)了不少圍巖大變形、滲漏水、襯砌開裂等問題。因此,支護結(jié)構(gòu)的合理設(shè)計是黃土隧道設(shè)計的關(guān)鍵環(huán)節(jié),這就要求對支護結(jié)構(gòu)的力學特性有充分的認識和了解。由于實際工程地質(zhì)的復雜性以及施工等因素的不確定性,目前針對大斷面黃土圍巖條件下的隧道支護結(jié)構(gòu)受力特征的具體研究很少,設(shè)計上的諸多困惑已經(jīng)嚴重制約了黃土隧道建設(shè)的發(fā)展。論文結(jié)合在建鐵路黃土隧道,對管棚

2、預(yù)支護力學特性,初期支護、二次襯砌受力特性,圍巖—初支和初支—二襯相互作用關(guān)系等進行了系統(tǒng)深入研究,主要研究成果如下:
　　 1)采用數(shù)值模擬,對大斷面黃土隧道不良地質(zhì)段,分別采用普通支護(即無預(yù)支護措施)、長管棚預(yù)支護條件下隧道的開挖和施工過程進行全真三維模擬,并根據(jù)計算結(jié)果對管棚預(yù)支護體系的力學特性及支護效果進行綜合分析;
　　 2)采用數(shù)值模擬,分析大斷面黃土隧道在不同初期支護時機、不同初期支護剛度情況下,支護結(jié)構(gòu)

3、、圍巖受力狀態(tài)和力學行為變化情況?；诳刂茋鷰r變形為核心,對大斷面黃土隧道施工中,初支施作時機,初支剛度的選擇給出了合理的建議;
　　 3)采用數(shù)值模擬,對于二次襯砌/初期支護,兩者不同剛度比情況下,支護結(jié)構(gòu)自身受力,圍巖—初支及初支—二襯這兩種結(jié)構(gòu)界面壓應(yīng)力傳遞規(guī)律進行了總結(jié)分析;
　　 4)采用現(xiàn)場監(jiān)測,得到了黃土隧道初期支護、二次襯砌受力規(guī)律。黃土具有明顯的流變特性,支護結(jié)構(gòu)受力很大一部分承受圍巖流變產(chǎn)生的附加荷載