深部復(fù)合地層TBM隧道變形時空演化規(guī)律研究.pdf

1、針對深部復(fù)合地層TBM隧道變形時空演化規(guī)律問題，本文采用數(shù)字照相量測技術(shù)和人工制斑方法，研究了隧道變形的時空演化規(guī)律；采用 LAC3D數(shù)值模擬軟件，建立深部復(fù)合地層下TBM隧道的三維數(shù)值模型，分析了支護形式、埋深、掘進速度、超挖間隙、超前支護強度、支護時機、復(fù)合地層對隧道圍巖穩(wěn)定性的影響。主要研究成果如下：
　?。?）通過數(shù)字照相量測技術(shù)，獲得了隧道橫斷面圍巖的變形破裂隨荷載變化的時空演化規(guī)律：1）隨著荷載的增大，隧道兩側(cè)拱腰出現(xiàn)

2、了兩條斜向上的弧形剪切滑移帶，頂板上部巖體沿著剪切帶發(fā)生整體性滑動，導(dǎo)致隧道失穩(wěn)破壞。2）隧道左右邊墻和頂板處巖體的徑向位移與模型荷載大小呈單指數(shù)衰減關(guān)系。
　?。?）采用透明巖體實驗新技術(shù)，獲得了隧道縱斷面圍巖的變形破裂規(guī)律：1）隨著荷載的增大，掌子面前方25mm范圍內(nèi)和隧道頂部的巖體整體向下滑動，掌子面前方25mm范圍外的巖體，沿著與隧道掘進方向成55°的弧形線向斜下方滑動；2）掌子面處中心線上部巖體沿著與中心線呈30°的弧形

3、向隧道內(nèi)滑動；3）掌子面前方巖體的水平位移與模型荷載呈雙指數(shù)衰減關(guān)系；4）在掌子面前方以及模型邊界處出現(xiàn)弧形剪切帶。
　?。?）采用普通相似材料實驗方法，對上軟下硬傾斜復(fù)合地層進行數(shù)字照相量測實驗分析。結(jié)果表明，隧道圍巖出現(xiàn)分區(qū)破壞，在圍巖中出現(xiàn)兩條剪切帶，一條垂直于軟硬地層交界線的剪切帶，另一條與軟弱地層交界線上方重合，造成頂部巖體的整體剪切破壞。
　?。?）采用FLAC3D有限差分軟件，獲得了深部復(fù)合地層TBM隧道變形的