淺埋偏壓大斷面隧道圍巖變形與支護受力研究.pdf

1、近年來，我國迎來了鐵路建設的新高潮。鐵路隧道作為鐵路的重要組成部分，有時占比超過線路總里程的一半。在我國南方低山、丘陵地帶時，隧道進口段施工通常具有較大難度。進口一般為淺埋偏壓段，上覆土層以原巖風化形成的破碎巖層、堆積層，沖積層等為主，且厚度較薄，受降雨影響明顯。隧道上覆土體對開挖擾動敏感，無法形成塌落拱，施工中經(jīng)常發(fā)生掌子面坍塌、冒頂、支護變形過大、滑坡等一系列工程災害。淺埋偏壓大斷面隧道上覆土層的變形機理、圍巖壓力、初支安全性評價是

2、此類工程建設的核心問題。本文依托貴廣高鐵賀街隧道，進行了現(xiàn)場大型試驗，并得到了一系列的有益結論，本文的主要工作及結論如下。
　　(1)推導了淺埋偏壓隧道基于彈性理論的初始地應力場分布，指出了相對無偏壓情況初始地應力場的分布特征，尤其是表征偏壓程度的水平應力比與側壓力系數(shù)比的變化特征。利用Mathematica數(shù)學軟件，分析了現(xiàn)行規(guī)范計算圍巖壓力時坡腳的選取原則，并將圍巖壓力理論計算值與實測值進行比較，得出了現(xiàn)行規(guī)范在計算淺埋偏壓隧

3、道拱頂壓力時是適用的，而計算水平側壓力時明顯偏大的結論。利用有限差分軟件FLAC3D分析了淺埋偏壓大斷面隧道圍巖整體大變形的特征，并結合剪應變增量給出了滑裂面的位置。
　　(2)分析了不同埋深土層的變形特征，總結出淺埋偏壓隧道深部土體的變形的一般規(guī)律，并基于此提出了一種判別拱頂圍巖穩(wěn)定性的新方法，相對于拱頂沉降、地表沉降、鋼拱架水平收斂等傳統(tǒng)指標，該指標更加及時、準確，可為注漿、初支補強等加固措施提供施做時間。
　　(3)利

4、用Origin擬合軟件對各工法下的地表沉降槽進行了擬合，總結出CRD工法和臺階法下地表變形變形規(guī)律，指出了淺埋偏壓隧道深埋側沉降大于淺埋側沉降、深埋側沉降槽寬度大于淺埋側沉降槽寬度的一般特點，基于擬合結果給出了各斷面的地層損失率和沉降槽寬度系數(shù)，并與單洞無偏壓淺埋隧道沉降槽進行了對比研究。
　　(4)統(tǒng)計分析了初支-圍巖接觸壓力的分布特征，明確了各工法下各個開挖部對于接觸壓力的影響規(guī)律與最終圍巖壓力沿隧道輪廓的分布規(guī)律，根據(jù)統(tǒng)計特