考慮蠕變影響的噴錨-加筋噴砼拱肋復合支護結構研究.pdf

1、北歐國家常在軟弱圍巖隧道施工中采用噴錨-加筋噴砼拱肋作為永久地下支護結構。近年來，國內(nèi)外學者系統(tǒng)地研究了混凝土強度等級、結構組合形式等因素對噴錨-加筋噴砼拱肋支護效果的影響，初步揭示了其加固效應與加固機理，證明噴錨-加筋噴砼拱肋對軟弱圍巖有很好的加固作用。然而，已有研究成果在設計噴錨-加筋噴砼拱肋復合支護結構時未考慮軟弱圍巖蠕變特性影響，導致復合支護結構在實際工程中常常破壞，給隧道安全運行帶來隱患。
　　為了更好地分析蠕變對噴錨-

2、加筋噴砼拱肋復合支護效應的影響，本文以某地下交通隧道為依托，采用有限差分軟件FLAC3D對圍巖和噴錨-加筋噴砼拱肋復合支護結構的蠕變力學響應進行了仿真模擬，并提出了更完善的軟弱圍巖支護設計方案。主要研究內(nèi)容及結論如下:
　　(1)軟弱圍巖蠕變特性及毛洞蠕變分析。闡述軟弱圍巖的蠕變特性，對比現(xiàn)有蠕變模型，選定Cpower蠕變本構模型，利用BP神經(jīng)網(wǎng)絡對軟弱圍巖蠕變參數(shù)進行反演，得到蠕變常數(shù)為9.9969e-25Pa-3yr-1，蠕變

3、指數(shù)為3.2;基于FLAC3D模擬了隧道在開挖不支護情況下圍巖的蠕變響應:圍巖變形會隨時間不斷增加，兩個月后拱頂沉降達到216mm，最終因蠕變而失穩(wěn)。
　　(2)考慮蠕變影響的噴錨-加筋噴砼拱肋的仿真分析。利用FLAC3D模擬隧道的開挖及支護過程，對比分析蠕變前后噴錨-加筋噴砼拱肋支護下圍巖及支護結構的力學響應。考慮蠕變后，50天后變形趨于穩(wěn)定，拱頂沉降達到111mm，大于規(guī)范允許沉降值，基于Q系統(tǒng)法的噴錨-加筋噴砼拱肋設計方案難

4、以維持軟弱圍巖變形穩(wěn)定，需進一步改進支護設計方案。
　　(3)噴錨-加筋噴砼拱肋設計方案改進研究。根據(jù)軟弱圍巖隧道支護常用的加固措施，在原有支護設計方案基礎上，加設仰拱、系統(tǒng)錨桿長度增加為4m、將每個斷面隧道頂部的三根系統(tǒng)錨桿改為預應力錨桿、增加拱腳位置處拱肋厚度為0.7m，并對比分析改進前后圍巖及支護結構的力學響應。30天后變形趨于穩(wěn)定，拱頂沉降達到75mm，小于規(guī)范允許沉降值，改進支護方案既能維持隧道穩(wěn)定，又提高了支護結構的安