公路隧道開挖過程中圍巖應(yīng)力形變場的測試及數(shù)值模擬研究.pdf

1、本論文選題結(jié)合交通部西部交通科技項目“雪峰山特長公路隧道關(guān)鍵技術(shù)研究”，應(yīng)用兩種新測試技術(shù)對隧道應(yīng)力形變場進行測試并與其他眾多測試成果一起,利用現(xiàn)代計算機模擬技術(shù)來完成研究，主要研究內(nèi)容包括： 1、對隧道區(qū)的基本地質(zhì)情況進行了闡述，包括地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造、地應(yīng)力及區(qū)域穩(wěn)定性、水文地質(zhì)條件等； 2、介紹一種新的隧道圍巖松動變形的測試方法，即TMS，證明其不需要傳統(tǒng)測試方法中需要全孔灌漿，而采用監(jiān)測儀器與圍巖點接觸的測試方法

2、，具有準確可靠，經(jīng)濟方便等明顯的優(yōu)越性；并選取典型隧道斷面采用TMS對圍巖形變進行監(jiān)測，分析了隧道圍巖的形變收斂時間、松動圈范圍、圍巖形變特征、爆破松動位移等進而可確定錨桿長度(Ⅱ類圍巖一般2～3m)及合適的二襯支護時間(Ⅱ類圍巖一般約20天，Ⅲ類圍巖一般約15天，Ⅳ類圍巖一般約10天)；并對隧道開挖典型洞段進行了全面的位移監(jiān)測，包括地表下沉、拱頂下沉、洞壁收斂等，結(jié)果表明不同圍巖類別條件下圍巖的各種位移量有明顯的差異，基本隨圍巖類別的

3、降低，位移值逐漸增大，且收斂時間也越長。 3、介紹一種新的隧道洞壁圍巖應(yīng)力測試方法，即洞壁圍巖應(yīng)力解除-恢復(fù)測試方法，證明其采用同一組巖芯和同一組應(yīng)變花較傳統(tǒng)方法具有明顯的精確性和可靠性，并通過此法探明了雪峰山隧道開挖過程中不同洞段的地應(yīng)力分布規(guī)律以及對某些高應(yīng)力洞段即可能產(chǎn)生巖爆等地質(zhì)災(zāi)害的洞段進行預(yù)測，提出合理的預(yù)防和施工措施。 4、基于ansys軟件，運用“施加虛擬支撐力”來實現(xiàn)隧道施工過程中地應(yīng)力隨工序逐步釋放的

4、思路，利用其apdl設(shè)計語言，開發(fā)出施加虛擬支撐力的命令實現(xiàn)地應(yīng)力的逐步釋放，能更好的符合實際： 5．提出了隧道平面應(yīng)力形變場數(shù)值模擬研究中，確定分析域兩側(cè)面應(yīng)力邊界條件的新方法—特征點實測二次應(yīng)力反演分析法。該方法的要點為：以隧道剖面特征點實測的二次應(yīng)力場為基礎(chǔ)，分析域下邊界垂直約束，上邊界施加上覆巖體重力相等的面力，左右邊界施加水平面力，使剖面的測點部位應(yīng)力狀態(tài)與實測吻合，此時的邊界條件即分析域邊界條件。 6．建立高