深埋高地應力隧道卸壓支護技術研究.pdf

1、隨著交通建設的發(fā)展和能源開采進入深部，高地應力條件下的隧道有效支護成了地下工程中必須面對的問題之一。高地應力條件下，采用普通的加強支護法，不僅浪費大量的人力、物力、財力，而且支護效果差。往往支護結構破壞嚴重，返修率高。因此，探索高地應力條件下的隧道有效支護方法，保證隧道長期的安全與穩(wěn)定，并提高隧道支護效果，降低隧道支護結構返修率和支護成本，是迫切的，具有重要的理論和實際意義。
　　 基于圍巖分區(qū)破裂化理論和爆破損傷理論，本文運用

2、理論計算分析和數值模擬研究方法，對深埋高地應力隧道的卸壓支護技術進行研究。具體研究內容與取得的主要研究成果如下：
　　 (1)基于圍巖分區(qū)破裂化原理，根據分區(qū)破裂帶的位置、寬度確定了裝藥位置和爆破卸壓的區(qū)域，利用相應分區(qū)破裂帶的半徑和寬度計算公式對爆破卸壓部分參數進行確定。經計算炮孔深度為9.0m ；裝藥量為0.55kg、0.45kg、0.40kg、0.35kg ；堵塞長度為12m、8.27m、8.35m、8.43m。
　

3、　 (2)根據爆破損傷理論計算了卸壓孔的間距和卸壓后圍巖應力值，炮孔間距為0.7m、8m、0.9m、1.0m。結合材料力學知識和隧道支護理論計算了隧道襯砌結構厚度和內力。
　　 襯砌厚度由卸壓前的1.5m 減小到卸壓后的0.9m、0.75m、0.6m、0.8m，而且卸壓后襯砌結構的彎矩和軸力也減小37[％]以上，表明爆破卸壓取得了預期的效果。
　　 (3)利用ANSYS/LS-DYNA 動力有限元軟件建立仿真數值模型，

4、對松動爆破卸壓支護進行了模擬，并研究爆破卸壓參數和卸壓效果的關系。分析模擬計算結果得出：爆破卸壓后，襯砌結構的變形和內力均在不同程度上降低了，變形減小47[％]以上，且內力減小35[％]以上，并與理論研究成果基本吻合，表明爆破卸壓達到了改善圍巖支護條件的目的。通過松動爆破卸壓將隧道圍巖高地應力向遠離隧道表面的深部圍巖轉移，從而達到降低圍巖應力，保護隧道的目的。
　　 本文研究成果對深埋高地應力地下工程的建設和能源開發(fā)具有一定的指