基于膨脹圍巖蠕變的隧道施工力學(xué)性態(tài)模擬研究.pdf

1、膨脹土問(wèn)題是地下工程領(lǐng)域最為復(fù)雜的研宄難題之一。因其吸水膨脹、失水收縮并反復(fù)變形的性質(zhì),常常對(duì)地下結(jié)構(gòu)造成危害。我國(guó)膨脹土地區(qū)隧道施工的研究較少,缺乏大量的施工經(jīng)驗(yàn),特別是大斷面膨脹圍巖隧道雨季施工的經(jīng)驗(yàn)更加的稀少。
　　本文以廣西宜河高速公路某大斷面膨脹圍巖隧道為依托工程,現(xiàn)場(chǎng)取土樣進(jìn)行不同含水率(15％、20%、25%)的抗剪強(qiáng)度試驗(yàn),通過(guò)資料選取該膨脹土的蠕變模型為廣義開(kāi)爾文模型及蠕變公式,以此為基礎(chǔ),運(yùn)用ANSYS有限元軟

2、件對(duì)含水率為25%(雨季)時(shí)四種開(kāi)挖方式(全斷面開(kāi)挖法、CD法、臺(tái)階法、雙側(cè)壁導(dǎo)坑法)進(jìn)行數(shù)值模擬,在考慮圍巖蠕變的情況下,分析分析不同開(kāi)挖方式對(duì)圍巖及支護(hù)的應(yīng)力變形影響規(guī)律。
　　本文所做的工作有以下幾個(gè)方面:
　　(1)對(duì)廣西宜河高速公路某大斷面隧道工程,現(xiàn)場(chǎng)取土樣進(jìn)行不同含水率(15%、20%、25%)的抗剪強(qiáng)度試驗(yàn),發(fā)現(xiàn)隨著含水率的增大,抗剪強(qiáng)度指標(biāo)粘聚力c和內(nèi)摩擦角P、切線彈性模量Et的平均值都不斷減小。
　

3、　(2)根據(jù)資料比對(duì)多種膨脹土粘彈性模型,選取開(kāi)爾文模型為該膨脹圍巖的粘彈性模型。
　　(3)結(jié)合工程實(shí)際,建立考慮圍巖蠕變情況下,四種開(kāi)挖方式(全斷面開(kāi)挖法、CD法、臺(tái)階法、雙側(cè)壁導(dǎo)坑法)的隧道開(kāi)挖有限元模型,求解計(jì)算得到膨脹圍巖的應(yīng)力變形情況和錨桿與噴射混凝土層支護(hù)的受力情況。
　　(4)對(duì)模型計(jì)算結(jié)果進(jìn)行分析。
　　結(jié)果表明:在雨季施工中,由于全斷面開(kāi)挖法,每次開(kāi)挖面積很大,對(duì)土體產(chǎn)生的擾動(dòng)較大,對(duì)膨脹圍巖的應(yīng)力