炭質(zhì)板巖大斷面隧道圍巖穩(wěn)定分析與控制技術(shù).pdf

1、廣昆鐵路秀寧隧道穿越板巖地層近4km，約占全隧的30％。炭質(zhì)板巖呈薄層狀、強(qiáng)度低，隧道施工極易產(chǎn)生滑坍、嚴(yán)重超挖、大變形等問題，圍巖穩(wěn)定性及其變形控制十分困難。為解決此難題，本文采用室內(nèi)外試驗(yàn)、數(shù)值仿真、數(shù)值模擬和現(xiàn)場監(jiān)測方法對炭質(zhì)板巖圍的破壞規(guī)律和穩(wěn)定控制技術(shù)進(jìn)行了研究，主要研究內(nèi)容和結(jié)論如下:
　　1.通過查閱大量相關(guān)文獻(xiàn)，對板巖的破壞規(guī)律以及破碎巖體的失穩(wěn)機(jī)理進(jìn)行總結(jié)分析。
　　2.對秀寧隧道炭質(zhì)板巖段的炭質(zhì)板巖進(jìn)行現(xiàn)

2、場取樣，通過室內(nèi)外的物理力學(xué)試驗(yàn)，得到了炭質(zhì)板巖的含水率w、密度ρ、彈性模量E、抗拉強(qiáng)度Rm。
　　3.通過非連續(xù)介質(zhì)軟件GDEM模擬隧道在不同傾角炭質(zhì)板巖地層中的開挖情況，得出炭質(zhì)板巖從連續(xù)體到非連續(xù)體的漸進(jìn)破壞過程，并分析總結(jié)了炭質(zhì)板巖的變形破壞規(guī)律。
　　4.在秀寧隧道炭質(zhì)板巖段施工過程中，對隧道的拱頂沉降和洞周收斂進(jìn)行了現(xiàn)場監(jiān)測，同時(shí)在隧道的代表性斷面安放傳感器，對鋼拱架內(nèi)力、噴射混凝土應(yīng)力、圍巖壓力、初支與二襯間接

3、觸壓力等進(jìn)行了量測?，F(xiàn)場監(jiān)測結(jié)果顯示，隧道在超前注漿加固后采用三臺階七步開挖方法進(jìn)行施工，通過嚴(yán)格控制開挖進(jìn)尺可以使隧道掌子面和周邊圍巖變形值控制在允許范圍內(nèi)，支護(hù)結(jié)構(gòu)受力狀態(tài)良好。
　　5.利用有限元軟件MIDAS/GTS對洞內(nèi)施工過程進(jìn)行了數(shù)值模擬，其中考慮了兩種不同開挖進(jìn)尺。通過對比數(shù)值計(jì)算結(jié)果發(fā)現(xiàn)，隧道拱頂沉降、洞周收斂和洞周塑性區(qū)范圍均隨著開挖進(jìn)尺的增大而增加，支護(hù)受力狀態(tài)也發(fā)生了變化。
　　6.將現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)與數(shù)