淺埋軟弱圍巖隧道施工方法及力學響應研究.pdf

1、在山嶺隧道進出口段及城市軌道交通隧道中，多為淺埋軟弱圍巖隧道，其水文地質(zhì)條件差，埋深淺，巖土體自穩(wěn)能力差，抗擾動能力弱，甚至存在隧道下穿或緊鄰其它既有建筑物、構(gòu)筑物等現(xiàn)象，一旦工程措施（包括設計措施）和施工方法不當，將極易發(fā)生初期支護變形侵限，甚至隧道坍方等工程事故，這些問題亟待解決。
　　本文以廣西永賀高速公路大嶺頭隧道淺埋軟弱圍巖段工程實踐為依托工程，綜合應用理論計算、有限元數(shù)值模擬和現(xiàn)場實測等手段，進行了如下研究:
　

2、?、俜治隹偨Y(jié)了有限元在隧道工程中的應用，應用解析公式法分析圓形隧道圍巖應力狀態(tài)，得到了彈性條件下及彈塑性條件下圓形隧道的應力解析解，分析了各個相應指標和塑性區(qū)半徑大小的關系。
　　②運用有限元數(shù)值模擬的方法研究分析了淺埋軟弱圍巖隧道力學特征及變形特征，重點對比分析了淺埋軟弱Ⅴ級圍巖隧道施工過程中“掌子面前方超前變形”、“掌子面變形”、“掌子面后方變形”的比例關系，發(fā)現(xiàn)在超前變形中拱頂沉降最為顯著，拱頂處的超前預加固及預支護有重要的

3、意義。
　?、圻\用有限元數(shù)值模擬分析的方法，選取三種典型淺埋軟弱圍巖隧道，分別采用CRD法、 CD法、預留核心土臺階法及臺階法，以及有無超前支護措施，重點對比分析有、無超前預加固措施應力場和位移場的變化，驗證了超前預加固措施是控制淺埋軟弱圍巖隧道結(jié)構(gòu)及其圍巖變形的有效措施之一，并通過有限指標的定量比較，得出三種淺埋軟弱圍巖，四種不同施工方法、一種超前預加固措施的適應性。
　　④依托廣西永賀高速公路大嶺頭隧道淺埋軟弱圍巖段的工