高地應(yīng)力軟巖隧道掌子面前方巖體變形規(guī)律研究.pdf

1、開發(fā)深部空間是隧道及地下工程未來發(fā)展的必然趨勢(shì)。隨著“巖土控制變形分析法”的提出，隧道掌子面前方巖體的變形越來越受到設(shè)計(jì)與研究人員的重視。高地應(yīng)力軟巖隧道由于埋深大、地質(zhì)條件復(fù)雜，掌子面前方巖體的變形監(jiān)測(cè)困難；目前，對(duì)其變形規(guī)律的研究還較少。因此，本文用模型試驗(yàn)的方法研究高地應(yīng)力軟巖隧道掌子面前方巖體的變形規(guī)律，并根據(jù)所得的變形特征用三維數(shù)值模擬的方法比選出較適合于高地應(yīng)力軟巖隧道的開挖支護(hù)方式。主要研究工作與結(jié)論如下：
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2、）以黃土、石膏、石英砂、水泥和水為原料，用正交試驗(yàn)法安排各組料的不同配比進(jìn)行了試驗(yàn)，配置出了軟巖相似材料，材料的物理力學(xué)參數(shù)較好地符合了模擬實(shí)際工程所應(yīng)滿足的相似條件。
　?。?）采用能夠?qū)崿F(xiàn)三向加載的模型試驗(yàn)箱對(duì)相似地質(zhì)體進(jìn)行三向加載，以此來模擬巖體的高地應(yīng)力狀態(tài)。在模擬隧道開挖時(shí)對(duì)巖體應(yīng)力及變形進(jìn)行了實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，分析得出了隧道掌子面前方巖體及圍巖的變形規(guī)律。
　　（3）從模型試驗(yàn)所得巖體變形規(guī)律可以看出，高地應(yīng)力軟巖隧道掌

3、子面前方0.5倍洞徑范圍內(nèi)隧道超前變形較大，隧道2/3左右的超前變形在該段內(nèi)發(fā)生；其中核心巖體的擠出變形是隧道超前變形中變形值最大的部分。因此，要較合理地控制隧道的超前變形就必須對(duì)掌子面前方0.5倍洞徑范圍內(nèi)的核心巖體進(jìn)行預(yù)加固。
　?。?）為了研究加固掌子面前方0.5倍洞徑范圍內(nèi)核心巖體對(duì)隧道巖體變形、圍巖應(yīng)力分布及襯砌受力的影響，用FLAC3D對(duì)選取的3種不同開挖支護(hù)方式下的隧道施工進(jìn)行了三維數(shù)值模擬。
　?。?）高地應(yīng)