軟巖隧道施工時(shí)空效應(yīng)研究.pdf

1、在巖體中開挖隧道,圍巖受到施工擾動(dòng)不斷地進(jìn)行應(yīng)力釋放,從而引起圍巖的變形發(fā)展,而支護(hù)結(jié)構(gòu)也隨著時(shí)間的增長(zhǎng)對(duì)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(shí)空效應(yīng)研究現(xiàn)狀、流變理論以及混凝土支護(hù)結(jié)構(gòu)徐變等時(shí)間特性。利用依托工程萬丈山等多個(gè)隧道的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),通過歸納分析給出隧道施工不同時(shí)刻對(duì)應(yīng)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(duì)軟巖隧道施工全過程的時(shí)空效應(yīng)進(jìn)行了數(shù)值分析

2、研究。首次嘗試同時(shí)考慮圍巖流變和混凝土支護(hù)強(qiáng)度增長(zhǎng)特性,動(dòng)態(tài)模擬分析了施工過程中隧道圍巖和支護(hù)結(jié)構(gòu)的力學(xué)特性。主要得出以下結(jié)論:
　　 (1)對(duì)依托工程等多個(gè)隧道的監(jiān)測(cè)資料進(jìn)行分析,得出Ⅳ級(jí)圍巖隧道洞周收斂在20天內(nèi)基本達(dá)到穩(wěn)定。并通過歸納分析給出了不同施工時(shí)間段對(duì)應(yīng)的圍巖壓力釋放率。
　　 (2)運(yùn)用彈塑性本構(gòu)模型,不考慮圍巖流變和支護(hù)強(qiáng)度增長(zhǎng)過程進(jìn)行分析時(shí),圍巖各特征部位計(jì)算位移值均偏小,與實(shí)際監(jiān)測(cè)結(jié)果偏差很大；而考

3、慮圍巖流變及不同時(shí)刻支護(hù)結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)不同強(qiáng)度特性時(shí),計(jì)算結(jié)果與實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)吻合較好,能反映出施工過程的時(shí)間空間效應(yīng)。因此,在進(jìn)行軟巖隧道設(shè)計(jì)和施工模擬時(shí)要計(jì)入時(shí)間因素對(duì)結(jié)構(gòu)的影響。
　　 (3)三維數(shù)值分析研究結(jié)果顯示,隧道開挖時(shí)掌子面附近監(jiān)測(cè)點(diǎn)位移收斂速率較大,但由于開挖面附近空間支撐作用,各項(xiàng)應(yīng)力值均較小,開挖面附近圍巖的時(shí)間效應(yīng)不明顯；離掌子面遠(yuǎn)端處(1.5D以上),各特征部位應(yīng)力值較大,而周邊收斂速率卻較小,開挖面的空間效應(yīng)基本