基于卸荷效應(yīng)淺埋區(qū)間隧道圍巖支護(hù)參數(shù)優(yōu)化研究.pdf

1、目前，我國(guó)是人口大國(guó)，自然資源相對(duì)匱乏，人均自然資源占有量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于發(fā)達(dá)國(guó)家人均值。為了能夠?qū)崿F(xiàn)中國(guó)偉大復(fù)興夢(mèng)，務(wù)必要科學(xué)合理、可持續(xù)性利用有限的自然資源。近幾年，我國(guó)城市地鐵運(yùn)輸線網(wǎng)得到蓬勃發(fā)展，每年所消耗的建筑材料量也持續(xù)攀升。如何做到既滿足工程安全要求又節(jié)約工程材料成本是個(gè)急需解決的問題。當(dāng)前主流地鐵區(qū)間隧道設(shè)計(jì)為運(yùn)用工程類比法在滿足一定界限下進(jìn)行初步設(shè)計(jì)，而后進(jìn)行支護(hù)參數(shù)驗(yàn)算的二次設(shè)計(jì)，這種糾錯(cuò)式的設(shè)計(jì)方法缺乏合理的設(shè)計(jì)依據(jù)。目前

2、，該設(shè)計(jì)法常見于隧洞設(shè)計(jì)中，其并沒有充分發(fā)揮圍巖自穩(wěn)與支護(hù)結(jié)構(gòu)支護(hù)作用，圍巖支護(hù)參數(shù)優(yōu)化空間明顯。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴依托青島地鐵一期M3號(hào)線工程，對(duì)區(qū)段隧道支護(hù)參數(shù)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明：圍巖壓力、錨桿應(yīng)力、鋼拱架應(yīng)力及初支變形在施工過程中呈先增長(zhǎng)后趨于穩(wěn)定變化趨勢(shì)；各監(jiān)測(cè)量的變化是距試驗(yàn)斷面<14m施工范圍內(nèi)掌子面開挖影響的疊加，各量測(cè)值較小，提出支護(hù)參數(shù)優(yōu)化可行性。⑵將隧道施工過程劃分為四個(gè)階段：超前支護(hù)階段

3、、當(dāng)前施工步開挖階段、當(dāng)前施工步支護(hù)階段和前期施工步支護(hù)階段，并考慮當(dāng)前施工步開挖階段存在圍巖卸荷效應(yīng)。運(yùn)用 FLAC3D數(shù)值模擬對(duì)比現(xiàn)場(chǎng)力學(xué)試驗(yàn)結(jié)果，結(jié)果表明：考慮當(dāng)前施工步開挖階段圍巖應(yīng)力釋放45％，模擬計(jì)算結(jié)果與現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)結(jié)果值符合良好；掌子面影響范圍向前影響距離<4m，向后影響距離<14m；考慮卸荷效應(yīng)時(shí)支護(hù)結(jié)構(gòu)體系上的作用效應(yīng)將為不考慮卸荷效應(yīng)時(shí)的60％。⑶運(yùn)用正交試驗(yàn)方法，針對(duì)初支噴層厚度、錨桿長(zhǎng)度、錨桿間距、鋼拱架間距、等效