考慮蠕變影響的噴錨-加筋噴砼拱肋復(fù)合支護(hù)結(jié)構(gòu)研究.pdf

1、北歐國(guó)家常在軟弱圍巖隧道施工中采用噴錨-加筋噴砼拱肋作為永久地下支護(hù)結(jié)構(gòu)。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外學(xué)者系統(tǒng)地研究了混凝土強(qiáng)度等級(jí)、結(jié)構(gòu)組合形式等因素對(duì)噴錨-加筋噴砼拱肋支護(hù)效果的影響，初步揭示了其加固效應(yīng)與加固機(jī)理，證明噴錨-加筋噴砼拱肋對(duì)軟弱圍巖有很好的加固作用。然而，已有研究成果在設(shè)計(jì)噴錨-加筋噴砼拱肋復(fù)合支護(hù)結(jié)構(gòu)時(shí)未考慮軟弱圍巖蠕變特性影響，導(dǎo)致復(fù)合支護(hù)結(jié)構(gòu)在實(shí)際工程中常常破壞，給隧道安全運(yùn)行帶來(lái)隱患。
　　為了更好地分析蠕變對(duì)噴錨-

2、加筋噴砼拱肋復(fù)合支護(hù)效應(yīng)的影響，本文以某地下交通隧道為依托，采用有限差分軟件FLAC3D對(duì)圍巖和噴錨-加筋噴砼拱肋復(fù)合支護(hù)結(jié)構(gòu)的蠕變力學(xué)響應(yīng)進(jìn)行了仿真模擬，并提出了更完善的軟弱圍巖支護(hù)設(shè)計(jì)方案。主要研究?jī)?nèi)容及結(jié)論如下:
　　(1)軟弱圍巖蠕變特性及毛洞蠕變分析。闡述軟弱圍巖的蠕變特性，對(duì)比現(xiàn)有蠕變模型，選定Cpower蠕變本構(gòu)模型，利用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)軟弱圍巖蠕變參數(shù)進(jìn)行反演，得到蠕變常數(shù)為9.9969e-25Pa-3yr-1，蠕變

3、指數(shù)為3.2;基于FLAC3D模擬了隧道在開(kāi)挖不支護(hù)情況下圍巖的蠕變響應(yīng):圍巖變形會(huì)隨時(shí)間不斷增加，兩個(gè)月后拱頂沉降達(dá)到216mm，最終因蠕變而失穩(wěn)。
　　(2)考慮蠕變影響的噴錨-加筋噴砼拱肋的仿真分析。利用FLAC3D模擬隧道的開(kāi)挖及支護(hù)過(guò)程，對(duì)比分析蠕變前后噴錨-加筋噴砼拱肋支護(hù)下圍巖及支護(hù)結(jié)構(gòu)的力學(xué)響應(yīng)?？紤]蠕變后，50天后變形趨于穩(wěn)定，拱頂沉降達(dá)到111mm，大于規(guī)范允許沉降值，基于Q系統(tǒng)法的噴錨-加筋噴砼拱肋設(shè)計(jì)方案難

4、以維持軟弱圍巖變形穩(wěn)定，需進(jìn)一步改進(jìn)支護(hù)設(shè)計(jì)方案。
　　(3)噴錨-加筋噴砼拱肋設(shè)計(jì)方案改進(jìn)研究。根據(jù)軟弱圍巖隧道支護(hù)常用的加固措施，在原有支護(hù)設(shè)計(jì)方案基礎(chǔ)上，加設(shè)仰拱、系統(tǒng)錨桿長(zhǎng)度增加為4m、將每個(gè)斷面隧道頂部的三根系統(tǒng)錨桿改為預(yù)應(yīng)力錨桿、增加拱腳位置處拱肋厚度為0.7m，并對(duì)比分析改進(jìn)前后圍巖及支護(hù)結(jié)構(gòu)的力學(xué)響應(yīng)。30天后變形趨于穩(wěn)定，拱頂沉降達(dá)到75mm，小于規(guī)范允許沉降值，改進(jìn)支護(hù)方案既能維持隧道穩(wěn)定，又提高了支護(hù)結(jié)構(gòu)的安