公路隧道圍巖穩(wěn)定性和單層襯砌力學(xué)機理的數(shù)值模擬研究.pdf

1、隨著我國高等級公路建設(shè)的迅速發(fā)展，公路隧道也日益增多。隧道開挖后，洞周圍巖發(fā)生應(yīng)力重分布，對于不同地質(zhì)和受力條件下的隧道，圍巖表現(xiàn)出不同的穩(wěn)定性。根據(jù)圍巖既是荷載的來源同時又是承載體的認識，所以分析圍巖穩(wěn)定性的意義十分重要。 單層襯砌是一個力學(xué)概念的反映，即不設(shè)隔離層襯砌的總稱，其力學(xué)動態(tài)是一體的。國外單層襯砌結(jié)構(gòu)的運用已有30多年的歷史了，其中挪威是使用單層襯砌較早的國家。自單層襯砌興起以來，得到了越來越多國家的認可，其應(yīng)用范

2、圍擴大到了世界上許多國家。在國內(nèi)，單層襯砌支護形式在隧道中的應(yīng)用還很有限，其中在部分鐵路隧道中有所應(yīng)用，但是在公路隧道中的應(yīng)用還寥寥無幾，因此在公路隧道中的研究勢在必行。 本文以重慶市S103線渝巴路南岸區(qū)茶園至涪陵區(qū)李渡段二級公路改建工程關(guān)長山隧道為依托，分別基于應(yīng)力集中系數(shù)方法和松動圈理論分析了洞室開挖后的圍巖穩(wěn)定性，最后利用接觸原理研究了單層襯砌支護采用分層噴射工法施工條件下兩層混凝土之間的受力性能。第3章分析了應(yīng)力集中系

3、數(shù)的影響因素，探討了該系數(shù)隨側(cè)壓力系數(shù)和洞室埋深的變化規(guī)律，并給出了斷面優(yōu)化的建議。第4章分析了洞室開挖后圍巖松動圈的影響因素，并研究了其變化規(guī)律。第5章研究了隧道兩層噴射混凝土先后施作條件下，二者之間的受力性能。最后通過現(xiàn)場測試結(jié)果分析了關(guān)長山隧道試驗段的單層襯砌力學(xué)性能。 研究得出了如下結(jié)論：1)、其他條件不變時，洞室圍巖的應(yīng)力集中系數(shù)隨側(cè)壓力系數(shù)增大而增大：2)、當(dāng)圍巖較好時，埋深對隧道開挖后圍巖的應(yīng)力集中影響較小，當(dāng)圍巖