連拱隧道圍巖變形規(guī)律研究.pdf

1、近年來(lái)我國(guó)高速公路處于快速發(fā)展時(shí)期。在我國(guó)中西部山嶺地區(qū)由于受地形和地質(zhì)條件限制，許多越山公路選用了連拱隧道。連拱隧道由于跨度較大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，其穩(wěn)定性是目前研究的熱點(diǎn)問(wèn)題，尤其是圍巖變形規(guī)律及允許變形值等問(wèn)題亟待解決。 本文采用室內(nèi)相似材料模擬實(shí)驗(yàn)、現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)與綜合分析、有限元分析及數(shù)值擬合分析等方法，研究連拱隧道由于開(kāi)挖影響而引起的圍巖水平位移和拱項(xiàng)沉降等變形規(guī)律，建立了圍巖變形的預(yù)測(cè)模型，推導(dǎo)出圍巖水平位移和拱頂沉降等預(yù)測(cè)公式

2、，并將其應(yīng)用到類(lèi)似條件的連拱隧道的工程設(shè)計(jì)、施工、安全管理及變形監(jiān)測(cè)等工作中，直接指導(dǎo)連拱隧道工程建設(shè)。 通過(guò)對(duì)連拱隧道變形監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的綜合分析、實(shí)驗(yàn)研究和有限元理論分析，得到圍巖位移變化的基本規(guī)律：在隧道寬度一定的條件下，圍巖類(lèi)型是引起位移值變化的主要因素，II類(lèi)圍巖比III類(lèi)圍巖引起的位移量大；施工方法不同，圍巖位移的大小和分布不同，中導(dǎo)洞法施工引起的位移量最小，三導(dǎo)洞法引起的位移量較大；施工過(guò)程引起的最大徑向位移發(fā)生在拱頂部

3、分，其次為腰部和邊墻，中墻處位移最小，所以在實(shí)際施工中應(yīng)加強(qiáng)拱頂位移的監(jiān)測(cè)與控制。 在對(duì)連拱隧道大量監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)及室內(nèi)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)值分析和統(tǒng)計(jì)分析的基礎(chǔ)上，結(jié)合有限元理論的動(dòng)態(tài)位移分析方法，分析得到連拱隧道II類(lèi)、III類(lèi)圍巖條件下拱項(xiàng)沉降和水平位移的允許變形值；并且，對(duì)類(lèi)似條件連拱隧道施工過(guò)程的圍巖位移進(jìn)行了預(yù)測(cè)，結(jié)果令人滿(mǎn)意。 采用相似材料模擬實(shí)驗(yàn)方法成功地模擬了三導(dǎo)洞、雙導(dǎo)洞和中導(dǎo)洞拓展法施工引起的II類(lèi)、III類(lèi)圍

4、巖位移變化情況，對(duì)位移的大小和分布規(guī)律進(jìn)行比較分析后得到：中導(dǎo)洞拓展法施工引起的圍巖位移小且施工方法簡(jiǎn)單，該施工方法是一種值得推薦的新方法。這樣，為目前我國(guó)在II類(lèi)圍巖中修建連拱隧道采用的方法增加了比選方案。 通過(guò)有限元數(shù)值分析研究和變形監(jiān)測(cè)得到：連拱隧道在整個(gè)施工過(guò)程中，出現(xiàn)4個(gè)較大變形量的集中區(qū)域，即邊墻底部變形區(qū)、中墻底部變形區(qū)、中墻 頂部變形區(qū)及左右兩洞的邊墻部位變形區(qū)。這4個(gè)集中變形區(qū)的圍巖變形對(duì)整個(gè)隧道的穩(wěn)定