層狀巖體地下洞室失穩(wěn)機(jī)理及穩(wěn)定性評(píng)價(jià)理論研究.pdf

1、地下洞室圍巖穩(wěn)定性評(píng)價(jià)及支護(hù)設(shè)計(jì)是巖土工程研究的熱點(diǎn)和難點(diǎn)，國(guó)內(nèi)外學(xué)者雖已在理論上和實(shí)踐應(yīng)用上對(duì)其進(jìn)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(duì)層狀巖體地下洞室的研究卻不夠系統(tǒng)。本文針對(duì)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(yīng)用”的技術(shù)路線，系統(tǒng)研究了層狀巖體地下洞室失穩(wěn)機(jī)理及穩(wěn)定性評(píng)價(jià)理論，取得以下結(jié)論和認(rèn)識(shí)。 (1)根據(jù)層狀巖體的破壞機(jī)理及洞室軸線與巖層產(chǎn)狀之間的關(guān)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(shí)，可運(yùn)用極限平衡法計(jì)算洞頂與邊墻落石破壞時(shí)的穩(wěn)定性系數(shù)。對(duì)洞室整體穩(wěn)定性，以彈塑性計(jì)算理論得出洞室圍巖位移計(jì)算公式，可依據(jù)規(guī)范判斷圍巖穩(wěn)定性。當(dāng)洞室軸線與巖層走向平行時(shí)，可采用塊體平衡理論評(píng)價(jià)結(jié)構(gòu)面較發(fā)育區(qū)段所形成不同形態(tài)結(jié)構(gòu)體的穩(wěn)定性，并通過(guò)算例說(shuō)明了具體計(jì)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(píng)價(jià)了洞室圍巖的穩(wěn)定性。在說(shuō)明數(shù)值模擬結(jié)果正確性的同時(shí)，基本驗(yàn)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(hù)原理的基礎(chǔ)上，探索了錨桿在層狀巖體地下洞室中的支護(hù)原理。重點(diǎn)針對(duì)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(yù)應(yīng)力錨桿的計(jì)算方法，及噴層厚度和錨桿布置根數(shù)