隧道圍巖變形的空間效應(yīng)研究.pdf

1、圍巖松動(dòng)變形是地下工程在開(kāi)挖后出現(xiàn)的反映結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和失穩(wěn)特性的重要參考指標(biāo)，體現(xiàn)了隧道圍巖的破裂和內(nèi)部應(yīng)力的改變情況。由于圍巖的自承能力和殘余強(qiáng)度的存在，因此考慮空間效應(yīng)條件下圍巖的彈塑性變形具有二次釋放的特征，在變形分次釋放后圍巖支護(hù)結(jié)構(gòu)會(huì)達(dá)到新的平衡狀態(tài)?，F(xiàn)階段的研究考慮開(kāi)挖面的推進(jìn)對(duì)圍巖支護(hù)結(jié)構(gòu)影響的分析尚不多見(jiàn)，圍巖松動(dòng)區(qū)的應(yīng)力應(yīng)變計(jì)算尚不完善，因此研究開(kāi)挖面推進(jìn)對(duì)圍巖變形的影響在圍巖支護(hù)結(jié)構(gòu)相互作用理論中具有重要的意義。

2、>　　本文從隧道圍巖變形的基本機(jī)理著手，基于彈塑性理論，對(duì)隧道圍巖經(jīng)開(kāi)挖后的應(yīng)力和位移等進(jìn)行理論計(jì)算；運(yùn)用數(shù)值模擬軟件對(duì)隧道開(kāi)挖過(guò)程進(jìn)行模擬，尋求空間效應(yīng)的基本規(guī)律，具體研究?jī)?nèi)容及成果如下：
　?。?）以軸對(duì)稱(chēng)圓形隧道為例，計(jì)算在 M–C屈服準(zhǔn)則下圍巖的應(yīng)力和變形；對(duì)圍巖破壞進(jìn)行分析，將開(kāi)挖擾動(dòng)簡(jiǎn)化為單自由度的震動(dòng)；從引起圍巖破壞的因素入手分析圍巖破壞的原因。
　?。?）闡述空間效應(yīng)理論并對(duì)隧道開(kāi)挖過(guò)程中引起的空間效應(yīng)進(jìn)行圖

3、解，詳細(xì)分析空間效應(yīng)曲線(xiàn)，并對(duì)支護(hù)時(shí)機(jī)加以討論，分析考慮空間效應(yīng)的圍巖支護(hù)相互作用，并計(jì)算在 D–P和 H–B準(zhǔn)則下考慮空間效應(yīng)的圍巖松動(dòng)圈力學(xué)參數(shù)；對(duì)考慮空間效應(yīng)引起的圍巖內(nèi)物理參數(shù)變化進(jìn)行分析。
　?。?）利用 MIDAS有限元軟件建立全斷面開(kāi)挖模型，得到開(kāi)挖面推進(jìn)時(shí)對(duì)推進(jìn)面前后的拱頂沉降以及側(cè)幫位移等數(shù)據(jù)。經(jīng)與模擬結(jié)果對(duì)比表明，開(kāi)挖距離為1~2倍的洞室直徑范圍內(nèi)，開(kāi)挖時(shí)間在5~10天內(nèi)拱頂沉降量增長(zhǎng)最為迅速，其后趨于平緩。<