隧道圍巖卸荷力學效應及變形機理研究.pdf

1、近年來對地下空間的利用越來越廣泛，大量的城市地鐵、公路隧道和水利水電工程在修建過程中，都暴露出巖體在開挖過程中的卸載松弛和變形控制困難的問題。為了解決這一難題首先需要探索解決巖體的開挖卸荷效應，因此巖體的卸荷力學效應及變形機理研究成為目前巖石力學研究與工程應用的熱點領(lǐng)域。
　　本文以圓形隧道為例，針對隧道圍巖的卸荷力學效應和變形機理進行研究。利用彈性動力學理論建立隧道圍巖的卸荷力學效應模型，基于拉普拉斯變換和留數(shù)定理對卸荷力學效應

2、模型進行求解，得出隧道圍巖卸荷后圍巖的應力和位移的解析表達式。
　　以錦屏Ⅱ級水電站3號隧道為實例，運用隧道圍巖的卸荷力學效應模型進行計算分析，得出圓形隧道在開挖卸荷時隧道圍巖的卸荷力學效應及變形機理。具體結(jié)果如下:
　?、偻ㄟ^模型求解出圍巖卸荷后的應力，再基于格里菲斯強度準則，計算出隧道圍巖卸荷引起的圍巖的損傷范圍，并以此來證明模型的正確性。
　?、谒淼绹鷰r的卸荷時間以隧道爆破開挖時的爆破時間來確定，通過模型計算出隧

3、道洞壁的最大位移量為11.448mm，這與實際工程中的監(jiān)測數(shù)據(jù)(一般不超過10mm)相近;
　?、蹖嵗M行靜態(tài)卸荷和動態(tài)卸荷對比分析，通過計算得出動態(tài)卸荷模型的結(jié)果與實際工程更為相符;
　?、芡ㄟ^對圓形隧道圍巖的卸荷力學效應研究得出以下結(jié)論:1）隧道圍巖不同徑向深度處質(zhì)點應力狀態(tài)對圍巖卸荷的響應程度不同;2）卸荷速率的快慢對徑向應力的影響較大，而對切向應力的影響相對較小;當卸荷速率越快時，初始地應力卸荷對圍巖的損傷范圍有擴