基于變位規(guī)律的錨碇隧道圍巖損傷度安全閾值研究.pdf

1、相對于重力錨，隧道式錨碇能顯著的降低工程造價(jià)，近年來在工程實(shí)踐中獲得足夠重視并被逐步推廣。然而，與隧道式錨碇相關(guān)的專項(xiàng)研究開展得不多、可參考的經(jīng)驗(yàn)較少，制約了該種形式錨碇的使用，本文的初衷就是在此方面作一個(gè)有益的嘗試。 本文結(jié)合矮寨懸索橋錨碇隧道的爆破施工，通過圍巖的聲波測試得到了圍巖損傷度和松動(dòng)圈范圍在爆破沖擊荷載作用下的發(fā)育規(guī)律，探討了圍巖累積損傷程度和振動(dòng)速度之間的對應(yīng)關(guān)系以及引起巖體損傷度累計(jì)效應(yīng)的閾值，較為完整地描述了

2、爆破沖擊荷載作用下圍巖損傷度和松動(dòng)圈的發(fā)展過程。在此基礎(chǔ)上得出合理的爆破振動(dòng)速度的控制指標(biāo)。試驗(yàn)和研究結(jié)果表明：錨碇隧道的爆破施工不但要控制單次爆破對圍巖的擾動(dòng)，更重要的是，應(yīng)考慮圍巖在頻繁的近距離爆破作用下產(chǎn)生的累計(jì)振動(dòng)效應(yīng)并加以控制。爆破振動(dòng)速度控制在3cm/s-6cm/s范圍內(nèi)，最大圍巖松動(dòng)圈厚度約為2.3m，圍巖平均損傷度0.22。當(dāng)測點(diǎn)處圍巖的振動(dòng)速度小于2cm/s時(shí)，圍巖的損傷度積累不明顯，可視為爆破振動(dòng)累積損傷閾值。

3、 此外，建立了不同圍巖損傷度的隧道式錨碇變位特性分析模型，通過數(shù)值模擬的方法，得到了隧道式錨碇位移特性和損傷度的對應(yīng)關(guān)系曲線ψ，研究表明：位移-損傷度關(guān)系曲線ψ呈倒“S”型，存在D=0.1、D=0.4兩個(gè)拐點(diǎn)，當(dāng)損傷度D≧0.3時(shí)，以左右錨碇為中心，位移-損傷度關(guān)系曲線ψ上分別出現(xiàn)兩個(gè)峰值點(diǎn)，兩錨碇的位移場開始出現(xiàn)不同程度的獨(dú)立性、位移等值線逐步分離。當(dāng)D≧0.6時(shí)，位移．損傷度關(guān)系曲線ψ斜率大幅增大，兩錨碇位移場等值線完全分離，錨碇

4、可能類似于土體刺入式破壞而發(fā)生整體失穩(wěn)或被撥出，D=0.6可以視為錨碇失穩(wěn)破壞的臨界點(diǎn)。本文錨碇隧道損傷度安全閾值取Dcr=0.2． 最后，為闡述隧道式錨碇和下部公路隧道相互影響程度，建立了損傷度D=0.2的工況分析模型群，研究表明：由于下部公路隧道的存在，施加1P、3P、5P、10P以后，左右錨碇會(huì)產(chǎn)生0.758mm、0.84mm、0.889mm、1.037mm的豎向位移差，使得豎向位移．位置曲線繞原點(diǎn)附近的某一點(diǎn)發(fā)生順時(shí)針方