鳳凰山隧道淺埋軟弱圍巖與支護(hù)結(jié)構(gòu)的相互作用研究.pdf

1、淺埋隧道建設(shè)過(guò)程中,圍巖—支護(hù)結(jié)構(gòu)受力和變形特性是隧道能否保持穩(wěn)定的關(guān)鍵,尤其是軟弱圍巖地段。圍巖—支護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性評(píng)價(jià)與隧道設(shè)計(jì)和施工密切相關(guān),支護(hù)結(jié)構(gòu)合理參數(shù)的選取,是隧道安全施工和運(yùn)營(yíng)的保證,所以有必要對(duì)淺埋隧道軟弱圍巖與支護(hù)結(jié)構(gòu)的相互作用展開(kāi)研究。
　　本文依托鳳凰山隧道建設(shè)項(xiàng)目,通過(guò)施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)資料,結(jié)合有限元數(shù)值模擬,對(duì)淺埋隧道軟弱圍巖及支護(hù)結(jié)構(gòu)力學(xué)與變形特性展開(kāi)研究。主要成果如下:
　　1.通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)資料得出

2、:(1)隧道圍巖壓力分布不均勻,仰拱底和拱腳處圍巖壓力較大。(2)初襯對(duì)二襯的壓力以及二襯混凝土應(yīng)力均較小,遠(yuǎn)小于C25初噴混凝土和C30二襯鋼筋混凝土的軸心抗壓、抗拉強(qiáng)度,隧道變形和受力小,支護(hù)結(jié)構(gòu)安全。(3)隧道開(kāi)挖過(guò)程中,隨掌子面與測(cè)試斷面距離增大,掌子面施工對(duì)測(cè)試斷面處圍巖擾動(dòng)逐漸減小,當(dāng)兩者間距離大于15m,掌子面施工對(duì)測(cè)試斷面處圍巖擾動(dòng)已很小,測(cè)試斷面處圍巖逐漸達(dá)到二次穩(wěn)定。(4)圍巖累計(jì)沉降量最大值出現(xiàn)在拱頂,兩測(cè)試斷面分

3、別為25mm和30mm;收斂量最大值出現(xiàn)在起拱線附近,分別為11mm和12mm。
　　2.通過(guò)有限元數(shù)值計(jì)算得出:(1)隧道上覆巖體厚度從5m到20m變化時(shí),隧道圍巖應(yīng)力增大,圍巖變形減小;上覆巖體厚度從20m到60m變化時(shí),圍巖變形增大,得出上覆巖體厚度為20m是隧道能形成拱效應(yīng)的界限厚度。(2)隧道上覆巖體偏壓導(dǎo)致右側(cè)圍巖應(yīng)力大于左側(cè),右側(cè)拱腰處豎向變形大于拱頂,偏壓隧道圍巖豎向變形以偏壓側(cè)拱腰處豎向變形來(lái)控制。(3)隧道施工