高地應(yīng)力下圍巖蠕變對(duì)隧道結(jié)構(gòu)長期安全性的影響分析.pdf

1、隨著我國經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展和西部大開發(fā)的快速推進(jìn)，西部艱險(xiǎn)山區(qū)的隧道工程也越來越多。這些隧道大多具有“長、大、深埋”的特點(diǎn)，且由于構(gòu)造應(yīng)力場的影響，圍巖的蠕變效應(yīng)會(huì)導(dǎo)致襯砌結(jié)構(gòu)所受外荷載隨著時(shí)間的增加不斷增大，從而影響結(jié)構(gòu)長期服役的安全性。
　　本文依托籃家?guī)r隧道工程，通過理論分析、室內(nèi)試驗(yàn)和數(shù)值模擬等手段，開展了高地應(yīng)力條件下圍巖蠕變對(duì)隧道結(jié)構(gòu)長期安全性的影響研究。主要研究工作如下:
　　1.采用巖石力學(xué)系統(tǒng)與聲發(fā)射測試系統(tǒng)開

2、展了室內(nèi)單軸和三軸壓縮試驗(yàn)，并繪制巖石的應(yīng)力-應(yīng)變?nèi)^程曲線，對(duì)不同圍壓與不同含水狀態(tài)下深埋碳質(zhì)板巖的物理力學(xué)特性進(jìn)行了研究。研究發(fā)現(xiàn)，水對(duì)碳質(zhì)板巖的力學(xué)特性及其破裂特征具有明顯的軟化效應(yīng);碳質(zhì)板巖的力學(xué)參數(shù)隨著圍壓的增大而增大;低圍壓條件下巖石強(qiáng)度低，巖石的破裂更為迅速和突然，而高圍壓條件下巖石的漸進(jìn)破裂特性更為顯著，延塑性增強(qiáng)。
　　2.采用快速拉格朗日有限差分軟件建立了地層-結(jié)構(gòu)三維數(shù)值模型，在該模型中，圍巖采用基于M-C屈

3、服準(zhǔn)則的伯格斯蠕變模型（Cvisc模型）以考慮圍巖的粘彈塑性效應(yīng)對(duì)隧道結(jié)構(gòu)長期安全性的影響?；谠撃Ｐ?，揭示了不同構(gòu)造應(yīng)力場對(duì)二次襯砌結(jié)構(gòu)長期安全性能的影響。計(jì)算結(jié)果表明，構(gòu)造應(yīng)力場會(huì)對(duì)二次襯砌的長期安全特性產(chǎn)生顯著影響，不同構(gòu)造應(yīng)力下二次襯砌達(dá)到臨界安全狀態(tài)的位置與大修時(shí)刻點(diǎn)存在顯著區(qū)別。
　　3.采用地層-結(jié)構(gòu)三維數(shù)值模型，研究了圍巖蠕變對(duì)裂損二次襯砌安全性能的影響。數(shù)值模型中，采用interface界面單元模擬裂損二次襯砌，