大跨度小間距隧道圍巖穩(wěn)定性研究.pdf

1、隨著高等級公路的飛速發(fā)展，公路隧道也呈現(xiàn)出數(shù)量快速增長、形式層出不窮的趨勢，大跨度小凈距隧道代表著公路隧道發(fā)展的一個方向。大跨度小凈距隧道具有提高了公路的通行能力，克服工程場地的限制等多方面優(yōu)點，但是其結構形式也決定了這種隧道具有施工難度大，安全風險高等問題。本文將結合東莞市虎門鎮(zhèn)牛頭山隧道，對雙向八車道小凈距隧道圍巖穩(wěn)定性進行研究，以期優(yōu)化設計和施工。
　　從彈塑性力學角度，對圍巖初始地應力場、圓形洞室開挖后圍巖應力、塑性區(qū)應力

2、與半徑進行分析，明確隧道開挖后圍巖受力機理，進一步引入雙剪理論，推導在考慮中間主應力條件下圍巖塑性區(qū)半徑和位移。結合牛頭山隧道施工監(jiān)控及現(xiàn)場測試資料，對隧道關鍵部位的位移、支護結構的受力情況進行分析，結果表明施工過程中應該重點加強中間巖柱和拱腰的支護。
　　建立有限差分模型，計算大跨度小凈距隧道在臺階法、雙側壁法和單側壁法施工條件下中間巖柱的受力、塑性區(qū)分布情況，分析表明Ⅴ級圍巖條件下，雙側壁法對控制圍巖位移和保護中間巖柱穩(wěn)定性較

3、為有利，而臺階法則不適用于Ⅴ級圍巖。
　　建立無支護隧道模型，以塑性區(qū)不貫通為判據(jù)，分析了Ⅴ級圍巖條件下無支護隧道最小合理間距，而Ⅳ級圍巖條件下無支護隧道最小合理間距則采用新引入的屈服接近度來分析。此外，還建立了有支護條件下的隧道模型，分析了在Ⅴ級圍巖條件下最小合理間距。
　　通過三維模型對不同施工間距下循環(huán)開挖過程進行模擬，分析各循環(huán)步應力應變值變化規(guī)律，結果表明，開挖進深對目標斷面的影響主要集中在開挖面后一倍洞跨范圍內，