隧道軟弱圍巖強(qiáng)度特性及支護(hù)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性研究.pdf

1、軟弱巖體的存在給大斷面隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計及圍巖穩(wěn)定性計算等帶來一系列棘手的問題。由于軟弱巖體中節(jié)理、裂隙的存在，其力學(xué)行為受巖石強(qiáng)度、結(jié)構(gòu)面狀況及應(yīng)力狀態(tài)等多方面影響，存在節(jié)理的硬巖在高應(yīng)力作用下仍會表現(xiàn)出明顯的大變形特性及應(yīng)變軟化特性，巖體的擴(kuò)容現(xiàn)象突出，巖體變形具有不連續(xù)性。所以，對于軟弱巖體強(qiáng)度特性及峰后力學(xué)行為等問題值得深入研究與討論。
　　論文針對以上問題，從隧道軟弱圍巖的變形破壞機(jī)制出發(fā)，通過室內(nèi)巖石三軸試驗及現(xiàn)場超前地

2、質(zhì)探測技術(shù)相結(jié)合的方法，探討軟弱圍巖的強(qiáng)度特征，確定圍巖結(jié)構(gòu)特性，分析深埋隧道軟弱圍巖在卸載過程中的應(yīng)變軟化行為及強(qiáng)度損傷演化規(guī)律，研究圍巖在二次應(yīng)力作用下的應(yīng)力場、位移場分布規(guī)律;采用收斂-約束法確定圍巖及支護(hù)結(jié)構(gòu)安全系數(shù)，并對支護(hù)結(jié)構(gòu)及隧道開挖方法進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，通過現(xiàn)場監(jiān)測及數(shù)值計算驗證優(yōu)化結(jié)構(gòu)的安全穩(wěn)定性。論文得出具體結(jié)論如下:
　　(1)基于量化GSI圍巖評級系統(tǒng)，確定隧道軟弱圍巖在峰值及峰后殘余狀態(tài)的強(qiáng)度參數(shù)，結(jié)合Hoe

3、k-Brown準(zhǔn)則及巖體連續(xù)介質(zhì)應(yīng)變軟化理論，構(gòu)建深埋軟弱圍巖峰值及峰后殘余強(qiáng)度參數(shù)的函數(shù)關(guān)系式。
　　(2)通過巖石室內(nèi)三軸試驗，確定峰后軟化模量與圍壓關(guān)系，構(gòu)建完整巖石峰后應(yīng)變軟化模型，結(jié)合超前地質(zhì)預(yù)報方法，確定深埋隧道軟弱圍巖力學(xué)參數(shù)，指導(dǎo)隧道開挖方案優(yōu)化及支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計。
　　(3)通過數(shù)值計算與現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)可知，收斂-約束法適用于大斷面軟弱隧道圍巖支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計，通過FLAC3D有限差分軟件構(gòu)建隧道三維數(shù)值模型，得出不