隧道的圍巖特性與初級支護結(jié)構(gòu)分析

1、隧道的圍巖特性與初級支護結(jié)構(gòu)分析隧道的圍巖特性與初級支護結(jié)構(gòu)分析【摘要】隧道的圍巖變形問題是隧道工程中一個重要的部分，開挖方式以及支護措施一直都是工程中重要的研究課題，本文對隧道的幾種開挖方式、支護時機、和參數(shù)的設(shè)置上做了簡要的分析比較?！娟P(guān)鍵詞】圍巖變形；開挖方法；支護形式；參數(shù)優(yōu)化0前言隨著高速公路的迅速發(fā)展，隧道做為交通發(fā)展重要組成部分也要跨上一個新臺階，相應地隧道設(shè)計和施工技術(shù)也有了更高的挑戰(zhàn)和要求。在隧道初級設(shè)計和施工過程中，

2、采用不同的施工方法和不同的支護結(jié)構(gòu)形式對隧道圍巖的穩(wěn)定性有很大影響，目前常用的隧道施工方法有環(huán)形法、臺階法和全斷面法等，研究不同的開挖方法以及開挖后采用不同的支護結(jié)構(gòu)對圍巖穩(wěn)定性影響有很大的意義。本文以某高速公路隧道為施工背景，大部分隧道為ⅳ級圍巖，其圍巖特性較差，選巖質(zhì)較差的ⅳ級圍巖為對象，做三種施工方法的對比，并在比較得出的開挖方法中選用不同的支護結(jié)構(gòu)從而得出在這種地質(zhì)條件下的最優(yōu)施工方法和初級支護結(jié)構(gòu)，并優(yōu)化施工支護參數(shù)。1開挖方

3、法的比較分析運用有限元軟件模擬開挖的臺階法、環(huán)形法以及全斷面法。本在這兩種極限情況之間取不同的荷載釋放率0.25、0.5、0.75。不考慮初始地應力的釋放情況，圍巖應力直接作用在初級支護上，支護和圍巖協(xié)調(diào)變形。采用有限元分析軟件，圍巖采用二維平面應變單元來模擬，通過提高噴錨加固區(qū)的圍巖參數(shù)來模擬錨噴支護結(jié)構(gòu)。隧道橫向取洞徑的3倍長，豎向往上到地面，往下取3倍洞徑。支護結(jié)構(gòu)在隧道附近時采用較密的網(wǎng)格劃分，較遠出網(wǎng)格劃分相對稀疏。計算結(jié)果可

4、知洞周圍巖位移運動趨勢皆指向洞內(nèi)。隨著荷載釋放率的增大，即在初期支護延時的情況下，圍巖在開挖后自身位移不斷增長。在荷載剛開始釋放，釋放率為0、0.25時拱頂沉降大于水平收斂，釋放率為0.5時兩者大致相等，圍巖應力繼續(xù)釋放時水平收斂大于拱頂沉降。經(jīng)過分析得到支護過晚時的圍巖位移已經(jīng)超過隧道的穩(wěn)定控制標準，初期支護時間太晚，有可能造成隧道的坍塌。圍巖塑性區(qū)隨著荷載釋放率的增大而增大，塑性區(qū)最先出現(xiàn)在底部，拱墻上會隨著支護時間的增加出現(xiàn)塑性變