高地應力軟巖隧道掌子面前方巖體變形規(guī)律研究.pdf

1、開發(fā)深部空間是隧道及地下工程未來發(fā)展的必然趨勢。隨著“巖土控制變形分析法”的提出，隧道掌子面前方巖體的變形越來越受到設計與研究人員的重視。高地應力軟巖隧道由于埋深大、地質條件復雜，掌子面前方巖體的變形監(jiān)測困難；目前，對其變形規(guī)律的研究還較少。因此，本文用模型試驗的方法研究高地應力軟巖隧道掌子面前方巖體的變形規(guī)律，并根據(jù)所得的變形特征用三維數(shù)值模擬的方法比選出較適合于高地應力軟巖隧道的開挖支護方式。主要研究工作與結論如下：
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2、）以黃土、石膏、石英砂、水泥和水為原料，用正交試驗法安排各組料的不同配比進行了試驗，配置出了軟巖相似材料，材料的物理力學參數(shù)較好地符合了模擬實際工程所應滿足的相似條件。
　?。?）采用能夠實現(xiàn)三向加載的模型試驗箱對相似地質體進行三向加載，以此來模擬巖體的高地應力狀態(tài)。在模擬隧道開挖時對巖體應力及變形進行了實時監(jiān)測，分析得出了隧道掌子面前方巖體及圍巖的變形規(guī)律。
　?。?）從模型試驗所得巖體變形規(guī)律可以看出，高地應力軟巖隧道掌

3、子面前方0.5倍洞徑范圍內隧道超前變形較大，隧道2/3左右的超前變形在該段內發(fā)生；其中核心巖體的擠出變形是隧道超前變形中變形值最大的部分。因此，要較合理地控制隧道的超前變形就必須對掌子面前方0.5倍洞徑范圍內的核心巖體進行預加固。
　?。?）為了研究加固掌子面前方0.5倍洞徑范圍內核心巖體對隧道巖體變形、圍巖應力分布及襯砌受力的影響，用FLAC3D對選取的3種不同開挖支護方式下的隧道施工進行了三維數(shù)值模擬。
　　（5）高地應