軟質(zhì)板巖隧道大變形力學(xué)行為與控制技術(shù)研究.pdf

1、軟巖大變形的控制是隧道施工需要解決的技術(shù)難題。本文結(jié)合湖南省交通廳課題(2009024),以懷通高速公路軟質(zhì)板巖隧道為依托,展開軟質(zhì)板巖隧道大變形力學(xué)行為與控制技術(shù)研究。具體研究成果如下:
　　 1.選取板巖試樣,在電子顯微鏡下進行了成分鑒定與微觀結(jié)構(gòu)觀察,了解了其組成成分,微觀構(gòu)造以及顆粒膠結(jié)方式的特征;通過板巖的吸水性、膨脹性、崩解性了解水對板巖的作用和影響規(guī)律,并求出吸水性、膨脹性的變化規(guī)律公式,擬合出對應(yīng)的參數(shù);通過不同

2、含水率條件下的室內(nèi)壓縮試驗了解水對板巖力學(xué)特性的影響以及板巖力學(xué)性質(zhì)的各向異性;通過賦水狀態(tài)、接觸角、微結(jié)構(gòu)等方面對板巖的水理性機理進行了分析。
　　 2.根據(jù)蠕變曲線對典型蠕變過程進行了細(xì)致的描述分析;在歸納整理已有的蠕變理論和本構(gòu)模型基礎(chǔ)上,根據(jù)本次對板巖的蠕變性質(zhì)試驗研究,建立簡單本構(gòu)模型;以室內(nèi)壓縮試驗試驗為基礎(chǔ),分析了不同壓力差與不同含水率對板巖蠕變特性的影響規(guī)律,并根據(jù)所提出本構(gòu)模型對試驗結(jié)果進行了擬合;最后從微觀方

3、面簡單分析了水對蠕變的影響規(guī)律和機理。
　　 3.基于FLAC3D對軟弱板巖隧道的開挖支護及變形控制進行了數(shù)值模擬,通過模型計算,分析了蠕變對隧道開挖的影響;建立了只有錨噴基礎(chǔ)支護、不施加錨桿、增加注漿加固以及超前支護的四種開挖支護條件的工況模型進行數(shù)值計算,從應(yīng)力狀況、拱頂沉降、洞周水平收斂、支護位移和受力等方面對三種模型的結(jié)果進行比對,研究討論軟弱板巖隧道支護體系的變形控制效果,以歸納軟巖隧道支護和大變形控制的最佳方案。