深埋軟弱圍巖隧道施工時空效應及大變形控制研究.pdf

1、深埋軟弱圍巖隧道的變形是與空間、時間密切相關聯的，運用巖體流變學的觀點才能更加充分的闡明深埋軟弱圍巖隧道變形力學機理，使理論更好地指導隧道設計與施工。本文以湖南省吉懷高速公路梁家院子隧道為工程背景和研究對象，根據巖體流變理論，采用現場測試試驗和數值模擬等手段，對深埋軟弱圍巖隧道的時空效應和大變形控制技術進行研究。主要研究工作和成果如下:
　　 (1)結合梁家院子隧道現場測試結果，總結分析了軟弱圍巖隧道大變形的時空表現和力學特性，

2、系統(tǒng)地探討了軟弱圍巖隧道大變形力學機理。
　　 (2)本文從深埋隧道軟粘土地層的應力-應變的時效性入手，依據模型選取的原則，建立了Burgers模型和Mohor-Coulomb模型串聯而成的復合粘彈塑模型，該模型可以更好地描述軟粘土的粘彈塑性力學行為。利用現場監(jiān)測變形時間序列數據，根據位移反分析理論和粘彈性反演計算格式，獲得了對隧道圍巖穩(wěn)定性分析結果影響的流變參數。
　　 (3)依托梁家院子隧道現場工程地質條件，分別構建

3、三維彈塑性模型和粘彈塑性數值模型，分析了隧道開挖過程中圍巖變形、應力隨空間、時間、施工工序逐漸發(fā)展演化的時空歷程，探討了蠕變對隧道變形及支護結構受力的影響，總結了深埋軟弱圍巖隧道施工的時空效應規(guī)律。
　　 (4)基于軟弱圍巖隧道大變形力學機理和變形的時空效應，分別探討在三臺階施工工法下臺階長度、二次襯砌支護時機、型鋼噴射混凝土參數以及鎖腳小導管長度對控制軟弱圍巖隧道大變形的影響，總結了深埋軟弱圍巖隧道大變形控制技術。