大規(guī)模高密度城市隧道群施工力學(xué)行為研究.pdf

1、城市地下空間具有能夠引導(dǎo)人車立體分流、保護城市原貌、減少環(huán)境污染且擴展城市空間、提高城市空間的利用效率等作用，使得城市地下空間開發(fā)備受關(guān)注，城市地下空間已成為城市發(fā)展的戰(zhàn)略性空間。
　　本文以重慶紅巖村隧道群工程為依托，綜合運用調(diào)查研究、理論分析、數(shù)值模擬和室內(nèi)試驗方法，在獨立研究和歸納總結(jié)的基礎(chǔ)上，對重慶泥巖地層中修建大跨度、高密度城市隧道群的圍巖穩(wěn)定性、破壞機理、支護措施及施工過程力學(xué)進行研究分析;在室內(nèi)試驗和數(shù)值分析研究過程

2、中采用了巖石數(shù)值極限分析法（強度折減法）。主要研究結(jié)論和成果如下:
　　1、依據(jù)強度折減法的計算原理，通過大量的配比調(diào)試及室內(nèi)力學(xué)試驗，最終確定以細砂與重晶石粉為骨料，以石蠟為膠結(jié)料，研制出了能夠通過控制溫度變化實現(xiàn)材料強度指標c、ψ近似等比例同步折減的強度折減新型巖土相似材料（SRM材料），該相似材料調(diào)配方便、離散性低、參數(shù)可根據(jù)工程需求靈活調(diào)整，較適于模擬巖石材料;
　　2、利用SRM材料，通過自行研制的智能溫控系統(tǒng)實現(xiàn)

3、了隧道強度折減法的室內(nèi)模型試驗?zāi)M，并與數(shù)值模擬結(jié)果對比分析了位移隨圍巖強度的變化趨勢以及相似材料的熱膨脹性對試驗結(jié)果的影響，認為用文中方法進行強度折減法室內(nèi)模型試驗是可行的，能夠滿足工程精度要求。研制了隧道圍巖穩(wěn)定性強度折減法試驗系統(tǒng);
　　3、引入強度折減法，分析得出單一洞室及洞群安全系數(shù)場分布，進而發(fā)現(xiàn)安全系數(shù)等值線分布區(qū)化特征，提出大規(guī)模隧道群近接影響分區(qū)標準并對文章依托工程進行了影響區(qū)域劃分。結(jié)合強度折減法分析了重慶紅巖

4、村隧道群在毛洞及支護狀態(tài)下由單個隧道至多個隧道施工過程中的漸進破壞機理及相應(yīng)的安全系數(shù)，提出隧道群中最薄弱部位為隧道群中夾巖部位，并優(yōu)化了隧道群施工順序，認為應(yīng)首先施工下部地鐵車站隧道，再施工上部三縱線隧道;
　　4、根據(jù)隧道群的施工順序?qū)A巖的受力狀態(tài)分為了Ⅴ個階段并對Ⅴ個受力階段進行了詳細分析，指出夾巖在施工過程中的最不利受力狀態(tài)并提出保證夾巖穩(wěn)定最重要的是能夠在施工過程中及時給隧道群夾巖提供支護反力，以保證夾巖三向受力狀態(tài);

5、
　　5、通過建立錨桿（索）—圍巖耦合作用模型分析了對拉錨桿（索）與夾巖的相互作用機理，推導(dǎo)了夾巖彈性模量與錨桿錨索）受力的數(shù)學(xué)關(guān)系表達式;
　　6、以模型試驗相似理論為基礎(chǔ)，結(jié)合強度折減法的計算原理，推導(dǎo)出了原型安全系數(shù)與模型安全系數(shù)相似關(guān)系;
　　7、通過室內(nèi)模型試驗?zāi)M不同支護條件下隧道群圍巖破壞形式，在圍巖強度逐漸折減下，提出隧道群的最薄弱部位在不同支護條件下是不同的，最薄弱部位會隨支護措施的不同進行“轉(zhuǎn)移”;