軟巖隧道施工時空效應研究.pdf

1、在巖體中開挖隧道,圍巖受到施工擾動不斷地進行應力釋放,從而引起圍巖的變形發(fā)展,而支護結構也隨著時間的增長對圍巖的變形產(chǎn)生越來越明顯地抑制作用。
　　 本文介紹了巖土材料時空效應研究現(xiàn)狀、流變理論以及混凝土支護結構徐變等時間特性。利用依托工程萬丈山等多個隧道的監(jiān)測數(shù)據(jù),通過歸納分析給出隧道施工不同時刻對應的圍巖荷載釋放率,然后選用彈塑性D-P模型和線性粘彈性廣義開爾文模型,采用有限元方法對軟巖隧道施工全過程的時空效應進行了數(shù)值分析

2、研究。首次嘗試同時考慮圍巖流變和混凝土支護強度增長特性,動態(tài)模擬分析了施工過程中隧道圍巖和支護結構的力學特性。主要得出以下結論:
　　 (1)對依托工程等多個隧道的監(jiān)測資料進行分析,得出Ⅳ級圍巖隧道洞周收斂在20天內基本達到穩(wěn)定。并通過歸納分析給出了不同施工時間段對應的圍巖壓力釋放率。
　　 (2)運用彈塑性本構模型,不考慮圍巖流變和支護強度增長過程進行分析時,圍巖各特征部位計算位移值均偏小,與實際監(jiān)測結果偏差很大；而考

3、慮圍巖流變及不同時刻支護結構對應不同強度特性時,計算結果與實測數(shù)據(jù)吻合較好,能反映出施工過程的時間空間效應。因此,在進行軟巖隧道設計和施工模擬時要計入時間因素對結構的影響。
　　 (3)三維數(shù)值分析研究結果顯示,隧道開挖時掌子面附近監(jiān)測點位移收斂速率較大,但由于開挖面附近空間支撐作用,各項應力值均較小,開挖面附近圍巖的時間效應不明顯；離掌子面遠端處(1.5D以上),各特征部位應力值較大,而周邊收斂速率卻較小,開挖面的空間效應基本