基于卸荷效應(yīng)淺埋區(qū)間隧道圍巖支護(hù)參數(shù)優(yōu)化研究.pdf

1、目前，我國是人口大國，自然資源相對匱乏，人均自然資源占有量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于發(fā)達(dá)國家人均值。為了能夠?qū)崿F(xiàn)中國偉大復(fù)興夢，務(wù)必要科學(xué)合理、可持續(xù)性利用有限的自然資源。近幾年，我國城市地鐵運(yùn)輸線網(wǎng)得到蓬勃發(fā)展，每年所消耗的建筑材料量也持續(xù)攀升。如何做到既滿足工程安全要求又節(jié)約工程材料成本是個急需解決的問題。當(dāng)前主流地鐵區(qū)間隧道設(shè)計為運(yùn)用工程類比法在滿足一定界限下進(jìn)行初步設(shè)計，而后進(jìn)行支護(hù)參數(shù)驗算的二次設(shè)計，這種糾錯式的設(shè)計方法缺乏合理的設(shè)計依據(jù)。目前

2、，該設(shè)計法常見于隧洞設(shè)計中，其并沒有充分發(fā)揮圍巖自穩(wěn)與支護(hù)結(jié)構(gòu)支護(hù)作用，圍巖支護(hù)參數(shù)優(yōu)化空間明顯。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴依托青島地鐵一期M3號線工程，對區(qū)段隧道支護(hù)參數(shù)進(jìn)行現(xiàn)場力學(xué)實驗。試驗結(jié)果表明：圍巖壓力、錨桿應(yīng)力、鋼拱架應(yīng)力及初支變形在施工過程中呈先增長后趨于穩(wěn)定變化趨勢；各監(jiān)測量的變化是距試驗斷面<14m施工范圍內(nèi)掌子面開挖影響的疊加，各量測值較小，提出支護(hù)參數(shù)優(yōu)化可行性。⑵將隧道施工過程劃分為四個階段：超前支護(hù)階段

3、、當(dāng)前施工步開挖階段、當(dāng)前施工步支護(hù)階段和前期施工步支護(hù)階段，并考慮當(dāng)前施工步開挖階段存在圍巖卸荷效應(yīng)。運(yùn)用 FLAC3D數(shù)值模擬對比現(xiàn)場力學(xué)試驗結(jié)果，結(jié)果表明：考慮當(dāng)前施工步開挖階段圍巖應(yīng)力釋放45％，模擬計算結(jié)果與現(xiàn)場監(jiān)測結(jié)果值符合良好；掌子面影響范圍向前影響距離<4m，向后影響距離<14m；考慮卸荷效應(yīng)時支護(hù)結(jié)構(gòu)體系上的作用效應(yīng)將為不考慮卸荷效應(yīng)時的60％。⑶運(yùn)用正交試驗方法，針對初支噴層厚度、錨桿長度、錨桿間距、鋼拱架間距、等效