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摘要
采用管棚预先对浅埋软弱围岩进行支护时，对管棚力学响应的精确预测是保证管棚结构设计合理性的重要依据。在管棚的弹性地基梁分析模型基础上，考虑掌子面失稳段对管棚约束的弱化，建立基于Pasternak弹性地基梁理论的管棚分析模型来预测预支护段开挖时管棚的受力和变形。利用Euler-Bernoulli梁的控制方程以及Pasternak弹性地基约束反力分布方程，推导出单循环进尺下管棚受力和变形的解析表达式，并通过考虑隧道施工动态过程，提出计算管棚全长范围力学响应的方法。综合分析管径、开挖进尺长度等主要技术参数对管棚力学响应的影响，结果表明，开挖进尺长度是控制管棚变形的关键施工技术指标。通过对管棚分析模型的求解与运用，为管棚的设计和施工提供了一个较为系统的分析预测方法。
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单位兰州交通大学; 土木工程学院
