深埋軟弱圍巖隧道施工時(shí)空效應(yīng)及大變形控制研究.pdf

1、深埋軟弱圍巖隧道的變形是與空間、時(shí)間密切相關(guān)聯(lián)的，運(yùn)用巖體流變學(xué)的觀點(diǎn)才能更加充分的闡明深埋軟弱圍巖隧道變形力學(xué)機(jī)理，使理論更好地指導(dǎo)隧道設(shè)計(jì)與施工。本文以湖南省吉懷高速公路梁家院子隧道為工程背景和研究對象，根據(jù)巖體流變理論，采用現(xiàn)場測試試驗(yàn)和數(shù)值模擬等手段，對深埋軟弱圍巖隧道的時(shí)空效應(yīng)和大變形控制技術(shù)進(jìn)行研究。主要研究工作和成果如下:
　　 (1)結(jié)合梁家院子隧道現(xiàn)場測試結(jié)果，總結(jié)分析了軟弱圍巖隧道大變形的時(shí)空表現(xiàn)和力學(xué)特性，

2、系統(tǒng)地探討了軟弱圍巖隧道大變形力學(xué)機(jī)理。
　　 (2)本文從深埋隧道軟粘土地層的應(yīng)力-應(yīng)變的時(shí)效性入手，依據(jù)模型選取的原則，建立了Burgers模型和Mohor-Coulomb模型串聯(lián)而成的復(fù)合粘彈塑模型，該模型可以更好地描述軟粘土的粘彈塑性力學(xué)行為。利用現(xiàn)場監(jiān)測變形時(shí)間序列數(shù)據(jù)，根據(jù)位移反分析理論和粘彈性反演計(jì)算格式，獲得了對隧道圍巖穩(wěn)定性分析結(jié)果影響的流變參數(shù)。
　　 (3)依托梁家院子隧道現(xiàn)場工程地質(zhì)條件，分別構(gòu)建

3、三維彈塑性模型和粘彈塑性數(shù)值模型，分析了隧道開挖過程中圍巖變形、應(yīng)力隨空間、時(shí)間、施工工序逐漸發(fā)展演化的時(shí)空歷程，探討了蠕變對隧道變形及支護(hù)結(jié)構(gòu)受力的影響，總結(jié)了深埋軟弱圍巖隧道施工的時(shí)空效應(yīng)規(guī)律。
　　 (4)基于軟弱圍巖隧道大變形力學(xué)機(jī)理和變形的時(shí)空效應(yīng)，分別探討在三臺階施工工法下臺階長度、二次襯砌支護(hù)時(shí)機(jī)、型鋼噴射混凝土參數(shù)以及鎖腳小導(dǎo)管長度對控制軟弱圍巖隧道大變形的影響，總結(jié)了深埋軟弱圍巖隧道大變形控制技術(shù)。