隧道掌子面失穩(wěn)模式及超前錨桿加固機理的研究.pdf

1、以全斷面開挖工法-新意法為背景，對隧道掌子面的失穩(wěn)模式進行研究。對掌子面穩(wěn)定性問題提出新的分析模式，并基于該模式對掌子面穩(wěn)定系數(shù)進行分析；基于錨桿-土體相互作用模型對超前錨桿加固機理進行分析，并對超前錨桿加固效果的影響參數(shù)進行分析。
　　首先，基于試驗觀測結(jié)果，利用極限平衡法構(gòu)造全斷面開挖隧道掌子面失穩(wěn)模式-四分塊失穩(wěn)模式，利用上限原理計算不同條件下掌子面的穩(wěn)定系數(shù)。在不考慮土體容重的情況下，四分塊失穩(wěn)模式求得穩(wěn)定系數(shù)上限解要比D

2、avis失穩(wěn)模式的上限解大；但隨著土體容重或開挖直徑的增大，四分塊模式求得上限解要比Davis失穩(wěn)模式更接近下限解，這就說明四分塊模式更適用于容重較大的土體或者開挖直徑較大的隧道?？紤]內(nèi)摩擦角對穩(wěn)定系數(shù)的影響時，穩(wěn)定系數(shù)隨著內(nèi)摩擦角的增大而增大，而且增大的幅度較大，這說明內(nèi)摩擦角對土體穩(wěn)定性的影響顯著，是我們進行土體穩(wěn)定性分析時必須考慮的因素之一。
　　然后，建立錨桿-土體相互作用模型，以掌子面超前核心土擠出變形為參量，分析錨桿-

3、土體變形耦合情況下超前錨桿的加固機理?；诔板^桿加固機理提出加固系數(shù)k來計算錨桿加固效果，分析各項參數(shù)對加固效果的影響，發(fā)現(xiàn)超前錨桿加固效果與錨固段長度、錨桿彈性模量、錨桿橫截面積、錨桿布置密度、土體彈性模量及變形情況相關(guān)。結(jié)合理論推導(dǎo)與數(shù)值擬合的方法分析超前錨桿錨固段長度與錨桿長度的關(guān)系。針對錨桿與土體表面出現(xiàn)滑移的情況，分析錨桿的加固機理，并基于變形解耦時的加固機理對錨桿滑移段長度進行計算。
　　最后，利用有限差分軟件 FL