隧道的圍巖特性與初級(jí)支護(hù)結(jié)構(gòu)分析

1、隧道的圍巖特性與初級(jí)支護(hù)結(jié)構(gòu)分析隧道的圍巖特性與初級(jí)支護(hù)結(jié)構(gòu)分析【摘要】隧道的圍巖變形問(wèn)題是隧道工程中一個(gè)重要的部分，開挖方式以及支護(hù)措施一直都是工程中重要的研究課題，本文對(duì)隧道的幾種開挖方式、支護(hù)時(shí)機(jī)、和參數(shù)的設(shè)置上做了簡(jiǎn)要的分析比較?！娟P(guān)鍵詞】圍巖變形；開挖方法；支護(hù)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(gè)新臺(tái)階，相應(yīng)地隧道設(shè)計(jì)和施工技術(shù)也有了更高的挑戰(zhàn)和要求。在隧道初級(jí)設(shè)計(jì)和施工過(guò)程中，

2、采用不同的施工方法和不同的支護(hù)結(jié)構(gòu)形式對(duì)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(tái)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(hù)結(jié)構(gòu)對(duì)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(jí)圍巖，其圍巖特性較差，選巖質(zhì)較差的ⅳ級(jí)圍巖為對(duì)象，做三種施工方法的對(duì)比，并在比較得出的開挖方法中選用不同的支護(hù)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(jí)支護(hù)結(jié)構(gòu)，并優(yōu)化施工支護(hù)參數(shù)。1開挖方

3、法的比較分析運(yùn)用有限元軟件模擬開挖的臺(tái)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(yīng)力的釋放情況，圍巖應(yīng)力直接作用在初級(jí)支護(hù)上，支護(hù)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(yīng)變單元來(lái)模擬，通過(guò)提高噴錨加固區(qū)的圍巖參數(shù)來(lái)模擬錨噴支護(hù)結(jié)構(gòu)。隧道橫向取洞徑的3倍長(zhǎng)，豎向往上到地面，往下取3倍洞徑。支護(hù)結(jié)構(gòu)在隧道附近時(shí)采用較密的網(wǎng)格劃分，較遠(yuǎn)出網(wǎng)格劃分相對(duì)稀疏。計(jì)算結(jié)果可

4、知洞周圍巖位移運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)皆指向洞內(nèi)。隨著荷載釋放率的增大，即在初期支護(hù)延時(shí)的情況下，圍巖在開挖后自身位移不斷增長(zhǎng)。在荷載剛開始釋放，釋放率為0、0.25時(shí)拱頂沉降大于水平收斂，釋放率為0.5時(shí)兩者大致相等，圍巖應(yīng)力繼續(xù)釋放時(shí)水平收斂大于拱頂沉降。經(jīng)過(guò)分析得到支護(hù)過(guò)晚時(shí)的圍巖位移已經(jīng)超過(guò)隧道的穩(wěn)定控制標(biāo)準(zhǔn)，初期支護(hù)時(shí)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(huì)隨著支護(hù)時(shí)間的增加出現(xiàn)塑性變