軟質板巖隧道大變形力學行為與控制技術研究.pdf

1、軟巖大變形的控制是隧道施工需要解決的技術難題。本文結合湖南省交通廳課題(2009024),以懷通高速公路軟質板巖隧道為依托,展開軟質板巖隧道大變形力學行為與控制技術研究。具體研究成果如下:
　　 1.選取板巖試樣,在電子顯微鏡下進行了成分鑒定與微觀結構觀察,了解了其組成成分,微觀構造以及顆粒膠結方式的特征;通過板巖的吸水性、膨脹性、崩解性了解水對板巖的作用和影響規(guī)律,并求出吸水性、膨脹性的變化規(guī)律公式,擬合出對應的參數;通過不同

2、含水率條件下的室內壓縮試驗了解水對板巖力學特性的影響以及板巖力學性質的各向異性;通過賦水狀態(tài)、接觸角、微結構等方面對板巖的水理性機理進行了分析。
　　 2.根據蠕變曲線對典型蠕變過程進行了細致的描述分析;在歸納整理已有的蠕變理論和本構模型基礎上,根據本次對板巖的蠕變性質試驗研究,建立簡單本構模型;以室內壓縮試驗試驗為基礎,分析了不同壓力差與不同含水率對板巖蠕變特性的影響規(guī)律,并根據所提出本構模型對試驗結果進行了擬合;最后從微觀方

3、面簡單分析了水對蠕變的影響規(guī)律和機理。
　　 3.基于FLAC3D對軟弱板巖隧道的開挖支護及變形控制進行了數值模擬,通過模型計算,分析了蠕變對隧道開挖的影響;建立了只有錨噴基礎支護、不施加錨桿、增加注漿加固以及超前支護的四種開挖支護條件的工況模型進行數值計算,從應力狀況、拱頂沉降、洞周水平收斂、支護位移和受力等方面對三種模型的結果進行比對,研究討論軟弱板巖隧道支護體系的變形控制效果,以歸納軟巖隧道支護和大變形控制的最佳方案。