隧道圍巖漸進(jìn)性破壞及圍巖壓力預(yù)測方法研究.pdf

1、本文結(jié)合交通部科技項(xiàng)目“公路隧道松弛荷載預(yù)測理論與預(yù)警系統(tǒng)(編號：200631874024)”，從圍巖分級和圍巖損傷演化兩個角度出發(fā)，聯(lián)系現(xiàn)場監(jiān)控量測數(shù)據(jù)彈性波縱波速，結(jié)合數(shù)值模擬分析以及理論分析等手段，對公路隧道漸進(jìn)性破壞及圍巖壓力預(yù)測方法進(jìn)行了較深入系統(tǒng)地研究，具體內(nèi)容如下： (1)從圍巖分級和初始損傷的相關(guān)性入手，對隧道開挖過程中圍巖的損傷演化過程進(jìn)行了分析和探討，建立了損傷變量與圍巖巖體力學(xué)參數(shù)之間的關(guān)系，即建立了彈性波

2、縱波速與圍巖巖體力學(xué)參數(shù)之間的關(guān)系； (2)根據(jù)開挖應(yīng)力狀態(tài)下隧道圍巖的損傷演化分析，采用基于DP準(zhǔn)則動態(tài)改變圍巖參數(shù)的方法，實(shí)現(xiàn)ANSYs數(shù)值模擬隧道圍巖在開挖過程中漸進(jìn)性破壞模型的建立；根據(jù)壁城隧道現(xiàn)場監(jiān)測資料，建立了典型斷面在開挖卸荷作用下圍巖漸進(jìn)破壞的宏觀力學(xué)模型。 (3)根據(jù)數(shù)值模擬結(jié)果，分析各級圍巖的位移、應(yīng)力、應(yīng)變以及塑性區(qū)的變化規(guī)律，較深入地分析圍巖彈塑性損傷機(jī)理，進(jìn)而得出隧道圍巖的漸進(jìn)性破壞規(guī)律；

3、 (4)采用壁城隧道工程的圍巖聲波量測數(shù)據(jù)，基于隧道圍巖損傷演化，改進(jìn)了Bieniawski經(jīng)驗(yàn)公式，提出了基于損傷演化的圍巖壓力預(yù)測模型；基于漸進(jìn)性破壞規(guī)律分析，得出軟化模量，建立基于漸進(jìn)性破壞理論的圍巖壓力預(yù)測模型； (5)根據(jù)壁城隧道現(xiàn)場監(jiān)測資料，將兩種預(yù)測模型預(yù)測數(shù)據(jù)與現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行對比分析，結(jié)果顯示：本文所建立的兩種模型均比較符合實(shí)際情況下圍巖壓力的演化趨勢，計(jì)算參數(shù)簡化且客觀，具有較高地工程實(shí)用價值。 本