炭質(zhì)板巖大斷面隧道圍巖穩(wěn)定分析與控制技術.pdf

1、廣昆鐵路秀寧隧道穿越板巖地層近4km，約占全隧的30％。炭質(zhì)板巖呈薄層狀、強度低，隧道施工極易產(chǎn)生滑坍、嚴重超挖、大變形等問題，圍巖穩(wěn)定性及其變形控制十分困難。為解決此難題，本文采用室內(nèi)外試驗、數(shù)值仿真、數(shù)值模擬和現(xiàn)場監(jiān)測方法對炭質(zhì)板巖圍的破壞規(guī)律和穩(wěn)定控制技術進行了研究，主要研究內(nèi)容和結(jié)論如下:
　　1.通過查閱大量相關文獻，對板巖的破壞規(guī)律以及破碎巖體的失穩(wěn)機理進行總結(jié)分析。
　　2.對秀寧隧道炭質(zhì)板巖段的炭質(zhì)板巖進行現(xiàn)

2、場取樣，通過室內(nèi)外的物理力學試驗，得到了炭質(zhì)板巖的含水率w、密度ρ、彈性模量E、抗拉強度Rm。
　　3.通過非連續(xù)介質(zhì)軟件GDEM模擬隧道在不同傾角炭質(zhì)板巖地層中的開挖情況，得出炭質(zhì)板巖從連續(xù)體到非連續(xù)體的漸進破壞過程，并分析總結(jié)了炭質(zhì)板巖的變形破壞規(guī)律。
　　4.在秀寧隧道炭質(zhì)板巖段施工過程中，對隧道的拱頂沉降和洞周收斂進行了現(xiàn)場監(jiān)測，同時在隧道的代表性斷面安放傳感器，對鋼拱架內(nèi)力、噴射混凝土應力、圍巖壓力、初支與二襯間接

3、觸壓力等進行了量測?，F(xiàn)場監(jiān)測結(jié)果顯示，隧道在超前注漿加固后采用三臺階七步開挖方法進行施工，通過嚴格控制開挖進尺可以使隧道掌子面和周邊圍巖變形值控制在允許范圍內(nèi)，支護結(jié)構(gòu)受力狀態(tài)良好。
　　5.利用有限元軟件MIDAS/GTS對洞內(nèi)施工過程進行了數(shù)值模擬，其中考慮了兩種不同開挖進尺。通過對比數(shù)值計算結(jié)果發(fā)現(xiàn)，隧道拱頂沉降、洞周收斂和洞周塑性區(qū)范圍均隨著開挖進尺的增大而增加，支護受力狀態(tài)也發(fā)生了變化。
　　6.將現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)與數(shù)