破碎圍巖隧道力學(xué)特性研究.pdf

1、隨著我國經(jīng)濟的持續(xù)發(fā)展，國家對中西部基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的投入加大，交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)也迎來了大發(fā)展時期。在隧道修建過程中，常會出現(xiàn)不良地質(zhì)情況，如埋深較淺、圍巖破碎、圍巖強度較低、隧道開挖容易產(chǎn)生圍巖整體失穩(wěn)等，這些情況下開挖引起的圍巖應(yīng)力應(yīng)變以及支護結(jié)構(gòu)受力狀況，還沒有一個清晰的認識，這會對既有線路安全運營、隧道施工安全埋下了較大的安全隱患。為了對支護結(jié)構(gòu)進行合理設(shè)計以及有效地控制圍巖的變形，使其穩(wěn)定，就必須清楚隧道開挖后圍巖以及襯砌結(jié)構(gòu)的受

2、力、變形特征。
　　本論文結(jié)合天平鐵路關(guān)山隧道，對隧道施工過程中支護結(jié)構(gòu)的力學(xué)特性進行了理論分析、現(xiàn)場實驗以及數(shù)值模擬，研究破碎圍巖隧道的支護結(jié)構(gòu)力學(xué)特性，旨在為以后的破碎圍巖隧道工程設(shè)計和施工提供理論指導(dǎo)。
　　本文主要研究內(nèi)容和成果有以下幾個方面：
　　(1)根據(jù)依托工程實際情況制定相應(yīng)的現(xiàn)場試驗方案，對依托工程實驗監(jiān)測斷面的選擇、設(shè)備測點布置以及監(jiān)控量測方法等做了分析，然后進行數(shù)據(jù)的采集。
　　(2)對現(xiàn)場

3、監(jiān)測的數(shù)據(jù)進行處理，繪制了測試斷面支護結(jié)構(gòu)各測點應(yīng)力隨著時間的變化曲線以及應(yīng)力斷面分布圖，并對數(shù)據(jù)變化規(guī)律進行分析，得到了隧道支護結(jié)構(gòu)的受力特征?，F(xiàn)場監(jiān)測表明：支護結(jié)構(gòu)的受力滿足破碎圍巖隧道的施工要求，可以保證隧道的安全穩(wěn)定。
　　(3)應(yīng)用 FLAC3D軟件建立隧道三維實體模型，參考實際施工情況，利用軟件分析計算。對支護結(jié)構(gòu)應(yīng)力和圍巖的應(yīng)力進行分析，然后對圍巖關(guān)鍵點的位移隨著掌子面推進的變化規(guī)律進行了分析，最后分析了支護結(jié)構(gòu)隨著

4、開挖步的應(yīng)力變化規(guī)律。結(jié)果表明：現(xiàn)場開挖方法對圍巖的變形有一定的影響，隨著掌子面推進，支護結(jié)構(gòu)的應(yīng)力分布會逐漸趨于穩(wěn)定，在拱肩和拱腳部位容易出現(xiàn)應(yīng)力集中，在施工過程中，建議及時施做支護；現(xiàn)場施工采用的支護結(jié)構(gòu)型式是合理的，它不僅可以滿足圍巖和支護結(jié)構(gòu)變形以及受力的要求，并且從施工安全性和經(jīng)濟性等各方面都具有較大的優(yōu)勢。
　　總之，本文以實際工程為研究對象，對于破碎圍巖段隧道施工中支護結(jié)構(gòu)的力學(xué)特性進行了理論分析、現(xiàn)場實驗以及數(shù)值模