淺埋偏壓大斷面隧道圍巖變形與支護(hù)受力研究.pdf

1、近年來，我國迎來了鐵路建設(shè)的新高潮。鐵路隧道作為鐵路的重要組成部分，有時(shí)占比超過線路總里程的一半。在我國南方低山、丘陵地帶時(shí)，隧道進(jìn)口段施工通常具有較大難度。進(jìn)口一般為淺埋偏壓段，上覆土層以原巖風(fēng)化形成的破碎巖層、堆積層，沖積層等為主，且厚度較薄，受降雨影響明顯。隧道上覆土體對(duì)開挖擾動(dòng)敏感，無法形成塌落拱，施工中經(jīng)常發(fā)生掌子面坍塌、冒頂、支護(hù)變形過大、滑坡等一系列工程災(zāi)害。淺埋偏壓大斷面隧道上覆土層的變形機(jī)理、圍巖壓力、初支安全性評(píng)價(jià)是

2、此類工程建設(shè)的核心問題。本文依托貴廣高鐵賀街隧道，進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)大型試驗(yàn)，并得到了一系列的有益結(jié)論，本文的主要工作及結(jié)論如下。
　　(1)推導(dǎo)了淺埋偏壓隧道基于彈性理論的初始地應(yīng)力場(chǎng)分布，指出了相對(duì)無偏壓情況初始地應(yīng)力場(chǎng)的分布特征，尤其是表征偏壓程度的水平應(yīng)力比與側(cè)壓力系數(shù)比的變化特征。利用Mathematica數(shù)學(xué)軟件，分析了現(xiàn)行規(guī)范計(jì)算圍巖壓力時(shí)坡腳的選取原則，并將圍巖壓力理論計(jì)算值與實(shí)測(cè)值進(jìn)行比較，得出了現(xiàn)行規(guī)范在計(jì)算淺埋偏壓隧

3、道拱頂壓力時(shí)是適用的，而計(jì)算水平側(cè)壓力時(shí)明顯偏大的結(jié)論。利用有限差分軟件FLAC3D分析了淺埋偏壓大斷面隧道圍巖整體大變形的特征，并結(jié)合剪應(yīng)變?cè)隽拷o出了滑裂面的位置。
　　(2)分析了不同埋深土層的變形特征，總結(jié)出淺埋偏壓隧道深部土體的變形的一般規(guī)律，并基于此提出了一種判別拱頂圍巖穩(wěn)定性的新方法，相對(duì)于拱頂沉降、地表沉降、鋼拱架水平收斂等傳統(tǒng)指標(biāo)，該指標(biāo)更加及時(shí)、準(zhǔn)確，可為注漿、初支補(bǔ)強(qiáng)等加固措施提供施做時(shí)間。
　　(3)利

4、用Origin擬合軟件對(duì)各工法下的地表沉降槽進(jìn)行了擬合，總結(jié)出CRD工法和臺(tái)階法下地表變形變形規(guī)律，指出了淺埋偏壓隧道深埋側(cè)沉降大于淺埋側(cè)沉降、深埋側(cè)沉降槽寬度大于淺埋側(cè)沉降槽寬度的一般特點(diǎn)，基于擬合結(jié)果給出了各斷面的地層損失率和沉降槽寬度系數(shù)，并與單洞無偏壓淺埋隧道沉降槽進(jìn)行了對(duì)比研究。
　　(4)統(tǒng)計(jì)分析了初支-圍巖接觸壓力的分布特征，明確了各工法下各個(gè)開挖部對(duì)于接觸壓力的影響規(guī)律與最終圍巖壓力沿隧道輪廓的分布規(guī)律，根據(jù)統(tǒng)計(jì)特