公路隧道圍巖穩(wěn)定性和單層襯砌力學(xué)機(jī)理的數(shù)值模擬研究.pdf

1、隨著我國(guó)高等級(jí)公路建設(shè)的迅速發(fā)展，公路隧道也日益增多。隧道開(kāi)挖后，洞周?chē)鷰r發(fā)生應(yīng)力重分布，對(duì)于不同地質(zhì)和受力條件下的隧道，圍巖表現(xiàn)出不同的穩(wěn)定性。根據(jù)圍巖既是荷載的來(lái)源同時(shí)又是承載體的認(rèn)識(shí)，所以分析圍巖穩(wěn)定性的意義十分重要。 單層襯砌是一個(gè)力學(xué)概念的反映，即不設(shè)隔離層襯砌的總稱(chēng)，其力學(xué)動(dòng)態(tài)是一體的。國(guó)外單層襯砌結(jié)構(gòu)的運(yùn)用已有30多年的歷史了，其中挪威是使用單層襯砌較早的國(guó)家。自單層襯砌興起以來(lái)，得到了越來(lái)越多國(guó)家的認(rèn)可，其應(yīng)用范

2、圍擴(kuò)大到了世界上許多國(guó)家。在國(guó)內(nèi)，單層襯砌支護(hù)形式在隧道中的應(yīng)用還很有限，其中在部分鐵路隧道中有所應(yīng)用，但是在公路隧道中的應(yīng)用還寥寥無(wú)幾，因此在公路隧道中的研究勢(shì)在必行。 本文以重慶市S103線(xiàn)渝巴路南岸區(qū)茶園至涪陵區(qū)李渡段二級(jí)公路改建工程關(guān)長(zhǎng)山隧道為依托，分別基于應(yīng)力集中系數(shù)方法和松動(dòng)圈理論分析了洞室開(kāi)挖后的圍巖穩(wěn)定性，最后利用接觸原理研究了單層襯砌支護(hù)采用分層噴射工法施工條件下兩層混凝土之間的受力性能。第3章分析了應(yīng)力集中系

3、數(shù)的影響因素，探討了該系數(shù)隨側(cè)壓力系數(shù)和洞室埋深的變化規(guī)律，并給出了斷面優(yōu)化的建議。第4章分析了洞室開(kāi)挖后圍巖松動(dòng)圈的影響因素，并研究了其變化規(guī)律。第5章研究了隧道兩層噴射混凝土先后施作條件下，二者之間的受力性能。最后通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試結(jié)果分析了關(guān)長(zhǎng)山隧道試驗(yàn)段的單層襯砌力學(xué)性能。 研究得出了如下結(jié)論：1)、其他條件不變時(shí)，洞室圍巖的應(yīng)力集中系數(shù)隨側(cè)壓力系數(shù)增大而增大：2)、當(dāng)圍巖較好時(shí)，埋深對(duì)隧道開(kāi)挖后圍巖的應(yīng)力集中影響較小，當(dāng)圍巖