破碎圍巖隧道力學(xué)特性研究.pdf

1、隨著我國經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展，國家對(duì)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(shí)期。在隧道修建過程中，常會(huì)出現(xiàn)不良地質(zhì)情況，如埋深較淺、圍巖破碎、圍巖強(qiáng)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(hù)結(jié)構(gòu)受力狀況，還沒有一個(gè)清晰的認(rèn)識(shí)，這會(huì)對(duì)既有線路安全運(yùn)營、隧道施工安全埋下了較大的安全隱患。為了對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理設(shè)計(jì)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(duì)隧道施工過程中支護(hù)結(jié)構(gòu)的力學(xué)特性進(jìn)行了理論分析、現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)以及數(shù)值模擬，研究破碎圍巖隧道的支護(hù)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(jì)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(gè)方面：
　　(1)根據(jù)依托工程實(shí)際情況制定相應(yīng)的現(xiàn)場試驗(yàn)方案，對(duì)依托工程實(shí)驗(yàn)監(jiān)測斷面的選擇、設(shè)備測點(diǎn)布置以及監(jiān)控量測方法等做了分析，然后進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集。
　　(2)對(duì)現(xiàn)場

3、監(jiān)測的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，繪制了測試斷面支護(hù)結(jié)構(gòu)各測點(diǎn)應(yīng)力隨著時(shí)間的變化曲線以及應(yīng)力斷面分布圖，并對(duì)數(shù)據(jù)變化規(guī)律進(jìn)行分析，得到了隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)的受力特征?，F(xiàn)場監(jiān)測表明：支護(hù)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(shí)體模型，參考實(shí)際施工情況，利用軟件分析計(jì)算。對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)應(yīng)力和圍巖的應(yīng)力進(jìn)行分析，然后對(duì)圍巖關(guān)鍵點(diǎn)的位移隨著掌子面推進(jìn)的變化規(guī)律進(jìn)行了分析，最后分析了支護(hù)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(duì)圍巖的變形有一定的影響，隨著掌子面推進(jìn)，支護(hù)結(jié)構(gòu)的應(yīng)力分布會(huì)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(shí)施做支護(hù)；現(xiàn)場施工采用的支護(hù)結(jié)構(gòu)型式是合理的，它不僅可以滿足圍巖和支護(hù)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(jì)性等各方面都具有較大的優(yōu)勢。
　　總之，本文以實(shí)際工程為研究對(duì)象，對(duì)于破碎圍巖段隧道施工中支護(hù)結(jié)構(gòu)的力學(xué)特性進(jìn)行了理論分析、現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)以及數(shù)值模