基于信息化施工的软岩隧道变形特性与支护方式研究
近年来随着我国交通发展迅速，逐渐向着地质条件更为复杂多变的西部山区发展，隧道工程遭遇越来越多的工程难题，其中高地应力软岩条件下的隧道大变形问题是近年来最为棘手的隧道工程问题之一。本文以渭武高速木寨岭特长隧道的2＃斜井为工程依托，以岩土力学为理论基础，通过以有限差分法为原理的FLAC3D软件建立数值模型，通过与现场实测数据相对比验证的方法，对高地应力软岩地质条件下的隧道变形特性与支护方式进行了研究。研究内容如下: (1)通过分析木寨岭隧道2#斜井的现场实测项目，总结其变形特点为变形量大、变形速率快、变形时间长。高地应力软岩为其内因，工程扰动力为其外因，且施工工序的衔接对变形和支护结构受力变化有着较大的影响，隧道仰拱应及时封闭成环。 (2)通过数值模拟剪胀角从0°增加到18°（隧道围岩内摩擦角一半）的不同工况，都表现出洞室变形和支护结构受力都随着剪胀角的增加而增加，且能够与现场的实测数据较好地吻合，证明剪胀角是影响挤压性围岩大变形的重要因素之一。 (3)通过恒定剪胀角和剪胀角模型两种数值模拟的结果互相印证，得出剪胀角对于隧道围岩塑性区厚度增加影响明显，证明挤压性围岩大变形和塑性区厚度增加是紧密相连的，为控制变形采用加长加强锚杆等支护方式提供了理论依据。 (4)采用抗拉强度为850MPa的加强加长锚杆后，无论是洞室变形还是支护结构受力以及塑性区厚度相比现场工况都得到了一定程度的改善，表明加强加长锚杆是控制软岩隧道大变形的一种有效手段。 (5)当锚杆从4m增加到10m时，洞室变形、支护结构受力、塑性区厚度改善效果变化最为明显;当锚杆从10m再增加到20m后，各种数据的变化趋势都逐渐趋缓。因此从技术经济性和现场施工效率的角度考虑，给出木寨岭隧道2#斜井采用10m长，抗拉强度为850MPa的Φ25加强锚杆的工程建议。
软岩隧道;变形特性;支护方式;信息化施工
重庆交通大学
硕士
建筑与土木工程
蒋树屏;王晓雯
2018
中文
U455.7
109
2018-08-31（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）