隧道開挖的空間效應(yīng)規(guī)律及其應(yīng)用.pdf

1、隧道開挖過程的圍巖變形信息不僅是巖體開挖時行為功能直接發(fā)出的信息，而且也是現(xiàn)場施工過程中能直接監(jiān)測到的重要參數(shù)。設(shè)計人員迫切需要知道隨掌子面推進(jìn)時圍巖變形的發(fā)展變化過程以便合理設(shè)計支護(hù)結(jié)構(gòu)；同時，施工人員需要利用已監(jiān)測的部分變形數(shù)據(jù)而對圍巖的總變形及其穩(wěn)定性作出判斷。作為收斂-側(cè)限設(shè)計方法的三大重要組成部分之一，隧洞縱向變形規(guī)律曲線(Longitudinal Deformation Profile，LDP)能有效地反映洞壁圍巖變形隨掌子

2、面推進(jìn)的演化過程并可借此推算圍巖的總變形；然而，原有適用于靜水應(yīng)力條件下圓形隧洞全斷面開挖的縱向變形規(guī)律公式是否適用于復(fù)雜地應(yīng)力下圓形及城門洞形隧洞全斷面及分部開挖，尚需進(jìn)行進(jìn)一步的研究。 因此，本文借助于適合于巖土工程的FLAC3D數(shù)值分析軟件，采用能綜合考慮巖塊力學(xué)特性及巖體地質(zhì)條件的改進(jìn)Hoek-Brown準(zhǔn)則選取巖體力學(xué)參數(shù)，對圓形隧洞和城門洞形隧洞三維開挖下的縱向變形規(guī)律曲線進(jìn)行了研究，并對不同監(jiān)控量測測點(diǎn)、不同初始地

3、應(yīng)力條件、不同圍巖類型、不同洞室埋深、不同洞室高跨比、不同開挖方式影響下該曲線的變化規(guī)律進(jìn)行了深入分析，進(jìn)一步得到了不同影響因素下歸一化位移系數(shù)與掌子面推進(jìn)位置的對應(yīng)關(guān)系以及各因素的影響大小。 在此基礎(chǔ)上，通過重點(diǎn)研究城門洞形隧洞全斷面及上下臺階開挖下側(cè)壓力系數(shù)及圍巖強(qiáng)度參數(shù)對縱向變形曲線規(guī)律的影響，利用曲線的自相似性進(jìn)一步對其影響規(guī)律進(jìn)行了簡化描述，進(jìn)而提出了確定該規(guī)律的經(jīng)驗公式，最后應(yīng)用該公式與紫坪鋪水利樞紐工程導(dǎo)流隧洞現(xiàn)場