深層隧道圍巖承載能力定量分析方法研究.pdf

1、地層在開挖后，形成了一個釋放應力，此時圍巖承擔二次釋放應力，是主承載結構。支護加強圍巖強度或者承擔一部分二次釋放應力，是輔承載結構。各種圍巖分級方法僅給出圍巖承載能力的定性描述，缺乏定量描述，本文結合強度折減法，結合每次折減系數下的應力響應狀態(tài)提出等效強度的概念，實現了圍巖承載能力的定量化。本文提出了各支護手段的力學機理，以及對等效強度的貢獻大小，從而將主承載結構與輔承載結構的承載能力進行了具體的計算。最后本文對提高圍巖承載能力的各支護

2、方案的承載效果進行了定量分析。
　　(1)圍巖支護結構的計算理論主要經過了剛性結構階段、彈性結構階段、連續(xù)介質階段等發(fā)展歷程，人們對圍巖力學作用的認識也經歷了圍巖僅為荷載來源到圍巖本身也是承載結構的轉變。在圍巖的支護設計方法上，傳統(tǒng)的支護設計方法主要是結構力學設計方法，現代的設計方法則強調提高巖體強度以發(fā)揮圍巖本身的承載能力。
　　(2)現代支護結構設計原理與方法以新奧法為代表，然而新奧法仍是以圍巖分級為基礎的經驗設計，對于

3、輔承載結構對主承載結構承載能力輔助作用的多少和主次沒有給出說明，本文不僅從各輔承載結構的力學機理而且從承載能力定量化上給出具體的計算和說明，并給出了不同輔承載結構承載能力的大小和主次。
　　(3)依據等效強度的概念，分析了不同支護結構類型對圍巖承載能力提高幅度的影響，本文認為，錨桿支護雖然對位移收斂效果不顯著，但是極大地提高了圍巖的承載能力，鋼拱架支護雖然對位移收斂有效果，但是對等效強度的提高效果不顯著，建議支護手段以錨桿支護為主