巖溶區(qū)圍巖與隧道初期支護結構相互作用研究.pdf

1、本文以廣西區(qū)欽崇高速公路路河山隧道為工程背景，采用理論分析、數(shù)值模擬結合現(xiàn)場試驗等方法對巖溶區(qū)隧道圍巖與初期支護結構相互作用進行了研究，并分析了隧道襯砌水壓力對圍巖及支護結構的影響，主要研究內容如下：
　　 (1)闡述了隧道圍巖滲流場與應力場的相互作用原理，分別推導了不考慮滲流及考慮流固耦合情況下圍巖應力與變形計算公式。
　　 (2)論述了支護結構作用機理，運用推導的公式結合路河山隧道實際繪制了圍巖收斂曲線與支護抗力曲線

2、。
　　 (3)運用MIDAS/GTS建立了路河山隧道二維模型，對比不施作支護結構與施作支護結構后圍巖位移的變形及塑性區(qū)的發(fā)展，表明支護結構可明顯的限制圍巖的變形，延緩塑性區(qū)的發(fā)展；并進行了滲流-應力耦合模擬，分析了滲流對圍巖應力、位移、塑性區(qū)及錨桿應力、噴射混凝土應力的影響，結果表明滲流增大了圍巖應力、位移，擴大了圍巖塑性區(qū)的范圍。通過施加不同大小的襯砌外水壓力，表明襯砌外水壓力對圍巖及支護結構有著較大的影響。最后運用荷載釋放

3、系數(shù)法分別繪制了不考慮滲流與考慮滲流情況下圍巖收斂曲線，考慮滲流作用時曲線有向右移動的趨勢，這表明在同樣的荷載釋放系數(shù)下，考慮水的滲流作用時，圍巖的位移有增大的趨；發(fā)生相同位移時，所需的支護力也增大。
　　 (4)對路河山隧道進行監(jiān)控量測，采集拱頂位移、錨桿應力、噴射混凝土應力并與理論解、數(shù)值解進行對比，結果表明以上各值大于不考慮滲流情況下的數(shù)值解，介于考慮滲流但不考慮外水壓力與考慮滲流且考慮全部外水壓力情況數(shù)值解之間，為“堵水