隧道掌子面失穩(wěn)模式及超前錨桿加固機(jī)理的研究.pdf

1、以全斷面開(kāi)挖工法-新意法為背景，對(duì)隧道掌子面的失穩(wěn)模式進(jìn)行研究。對(duì)掌子面穩(wěn)定性問(wèn)題提出新的分析模式，并基于該模式對(duì)掌子面穩(wěn)定系數(shù)進(jìn)行分析；基于錨桿-土體相互作用模型對(duì)超前錨桿加固機(jī)理進(jìn)行分析，并對(duì)超前錨桿加固效果的影響參數(shù)進(jìn)行分析。
　　首先，基于試驗(yàn)觀測(cè)結(jié)果，利用極限平衡法構(gòu)造全斷面開(kāi)挖隧道掌子面失穩(wěn)模式-四分塊失穩(wěn)模式，利用上限原理計(jì)算不同條件下掌子面的穩(wěn)定系數(shù)。在不考慮土體容重的情況下，四分塊失穩(wěn)模式求得穩(wěn)定系數(shù)上限解要比D

2、avis失穩(wěn)模式的上限解大；但隨著土體容重或開(kāi)挖直徑的增大，四分塊模式求得上限解要比Davis失穩(wěn)模式更接近下限解，這就說(shuō)明四分塊模式更適用于容重較大的土體或者開(kāi)挖直徑較大的隧道?？紤]內(nèi)摩擦角對(duì)穩(wěn)定系數(shù)的影響時(shí)，穩(wěn)定系數(shù)隨著內(nèi)摩擦角的增大而增大，而且增大的幅度較大，這說(shuō)明內(nèi)摩擦角對(duì)土體穩(wěn)定性的影響顯著，是我們進(jìn)行土體穩(wěn)定性分析時(shí)必須考慮的因素之一。
　　然后，建立錨桿-土體相互作用模型，以掌子面超前核心土擠出變形為參量，分析錨桿-

3、土體變形耦合情況下超前錨桿的加固機(jī)理?；诔板^桿加固機(jī)理提出加固系數(shù)k來(lái)計(jì)算錨桿加固效果，分析各項(xiàng)參數(shù)對(duì)加固效果的影響，發(fā)現(xiàn)超前錨桿加固效果與錨固段長(zhǎng)度、錨桿彈性模量、錨桿橫截面積、錨桿布置密度、土體彈性模量及變形情況相關(guān)。結(jié)合理論推導(dǎo)與數(shù)值擬合的方法分析超前錨桿錨固段長(zhǎng)度與錨桿長(zhǎng)度的關(guān)系。針對(duì)錨桿與土體表面出現(xiàn)滑移的情況，分析錨桿的加固機(jī)理，并基于變形解耦時(shí)的加固機(jī)理對(duì)錨桿滑移段長(zhǎng)度進(jìn)行計(jì)算。
　　最后，利用有限差分軟件 FL