節(jié)理巖體隧道分析方法研究.pdf

1、近年來(lái)，對(duì)節(jié)理巖體的研究受到了廣泛地關(guān)注，眾多學(xué)者分別從理論、試驗(yàn)和數(shù)值分析等方面進(jìn)行了深入地研究，理論和試驗(yàn)方面取得了相當(dāng)大地進(jìn)步，但因巖體本身的復(fù)雜性數(shù)值分析一直是解決節(jié)理巖體問(wèn)題的切實(shí)有效方法?，F(xiàn)今，數(shù)值方法研究節(jié)理巖體隧道，普遍是把節(jié)理巖體理想化為連續(xù)介質(zhì)，通過(guò)降低巖體的力學(xué)參數(shù)來(lái)考慮節(jié)理的影響，這樣處理雖然有一定的合理性，但與實(shí)際嚴(yán)重不符，另外，對(duì)節(jié)理巖體的數(shù)值分析也有采用離散介質(zhì)模型的，通過(guò)分別模擬巖塊和節(jié)理并各自賦材料參數(shù)

2、的值，使得更符合巖體的材料性質(zhì)，該方法在國(guó)外已經(jīng)取得廣泛地應(yīng)用，但在國(guó)內(nèi)應(yīng)用的還比較少。本文采用離散介質(zhì)和連續(xù)介質(zhì)模型兩種方法，分別采用計(jì)算軟件分析節(jié)理巖體隧道，離散介質(zhì)模型采用的是離散元理論，以一個(gè)節(jié)理隧道為例，分析了節(jié)理的力學(xué)參數(shù)(節(jié)理的粘聚力、內(nèi)摩擦角和剛度)對(duì)隧道圍巖位移和支護(hù)內(nèi)力的影響。連續(xù)介質(zhì)模型采用的理論是，基于Hoek-Brown強(qiáng)度準(zhǔn)則將節(jié)理巖體等效轉(zhuǎn)化為符合Mohr-Coulomb強(qiáng)度準(zhǔn)則的均質(zhì)連續(xù)巖體，進(jìn)而進(jìn)行數(shù)值

3、分析。由于Hoek-Brown強(qiáng)度準(zhǔn)則采用地質(zhì)強(qiáng)度指標(biāo)GSI來(lái)考慮，GSI值可以通過(guò)節(jié)理的具體參數(shù)反映節(jié)理巖體質(zhì)量，因而該方法考慮了節(jié)理對(duì)分析結(jié)果的影響，并且通過(guò)Hoek-Brown強(qiáng)度準(zhǔn)則等效轉(zhuǎn)化為均質(zhì)連續(xù)巖體，這樣可使其廣泛適用于基于Mohr-Coulomb強(qiáng)度準(zhǔn)則開(kāi)發(fā)的數(shù)值分析軟件。
　　 對(duì)于含有兩組交叉節(jié)理的巖體，分別采用兩種方法對(duì)比分析隧道的初期支護(hù)的受力，得到連續(xù)介質(zhì)模型噴射混凝土的安全系數(shù)大于離散介質(zhì)模型的，即在

4、設(shè)計(jì)中采用連續(xù)介質(zhì)模型計(jì)算是偏不安全的，為了進(jìn)一步分析，改變節(jié)理的方向和間距經(jīng)過(guò)多組的對(duì)比分析，該結(jié)論依然成立。本文根據(jù)工程實(shí)例石塘隧道，采用兩種方法對(duì)其初期支護(hù)作受力分析，進(jìn)一步驗(yàn)證上述結(jié)論。隨后，采用非連續(xù)方法對(duì)隧道圍巖的穩(wěn)定性進(jìn)行分析，得到隧道圍巖是不穩(wěn)定的，在隧道的拱頂會(huì)產(chǎn)生坍塌，經(jīng)過(guò)預(yù)先錨桿加固處理，隧道圍巖穩(wěn)定。綜上，非連續(xù)方法因其模擬節(jié)理巖體符合實(shí)際狀況，不僅在計(jì)算支護(hù)內(nèi)力具有更好的安全性，而且在分析圍巖的穩(wěn)定方面優(yōu)勢(shì)更加