層狀巖體地下洞室失穩(wěn)機理及穩(wěn)定性評價理論研究.pdf

1、地下洞室圍巖穩(wěn)定性評價及支護設計是巖土工程研究的熱點和難點，國內(nèi)外學者雖已在理論上和實踐應用上對其進行了系統(tǒng)、全面的研究，并取得了許多高水平的研究成果，但針對層狀巖體地下洞室的研究卻不夠系統(tǒng)。本文針對西部地區(qū)普遍存在的層狀巖體，總體遵循“理論研究—數(shù)值模擬—工程應用”的技術路線，系統(tǒng)研究了層狀巖體地下洞室失穩(wěn)機理及穩(wěn)定性評價理論，取得以下結論和認識。 (1)根據(jù)層狀巖體的破壞機理及洞室軸線與巖層產(chǎn)狀之間的關系，將層狀巖體地下洞室

2、劃分為彎折—傾倒、彎曲—潰屈、邊墻彎折及潰屈、底板鼓起4種典型破壞模式，并提出了各破壞模式的圍巖穩(wěn)定性判據(jù)、分析了影響因素。 (2)緩傾角巖層中洞室的軸線與巖層走向垂直時，可運用極限平衡法計算洞頂與邊墻落石破壞時的穩(wěn)定性系數(shù)。對洞室整體穩(wěn)定性，以彈塑性計算理論得出洞室圍巖位移計算公式，可依據(jù)規(guī)范判斷圍巖穩(wěn)定性。當洞室軸線與巖層走向平行時，可采用塊體平衡理論評價結構面較發(fā)育區(qū)段所形成不同形態(tài)結構體的穩(wěn)定性，并通過算例說明了具體計算

3、步驟。 (3)以FLAC二維分析程序模擬了典型的水平、傾斜、豎直層狀巖體地下洞室的圍巖位移，并根據(jù)位移判據(jù)評價了洞室圍巖的穩(wěn)定性。在說明數(shù)值模擬結果正確性的同時，基本驗證了頂板折斷，邊墻潰曲等層狀巖體地下洞室的破壞模式等正確性。 (4)在分析地下洞室錨噴支護原理的基礎上，探索了錨桿在層狀巖體地下洞室中的支護原理。重點針對層狀巖體地下洞室拱頂和邊墻落石破壞模式，闡述了普通錨桿和預應力錨桿的計算方法，及噴層厚度和錨桿布置根數(shù)