浅谈偏压隧道软弱围岩及其初期支护稳定性研究

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1、摘要随着地下工程建设规模不断扩大，在交通、水电、城乡建设、矿山等诸多领域都涉及到软弱围岩问题，地下工程软弱围岩的稳定性和支护方法已成为地下工程中迫切需要解决的问题。本文结合桃树垭隧道工程概况，系统地阐述了软弱围岩的地质特征及工程特性、软弱围岩隧道破坏的特征及影响因素以及变形力学机制和支护原则等；基于监控量测和数值分析重点研究了围岩与初期支护的相互作用，探讨了不同的围岩强度及初期支护参数对隧道稳定性的影响。论文的主要内容和取得的成果如下：①结合偏压软弱围岩隧道支护破坏的实际案例，系统地阐述了软弱围岩的地质特征及工程特性、软弱围岩隧道

2、破坏的特征及影响因素以及变形力学机制和支护原则；②结合桃树垭隧道的监控量测数据，分析了软弱围岩隧道及初期支护的变形特征和稳定性；③对隧道监控量测结果，采用回归分析进行了趋势预测，获得了围岩变形和初期支护受力的变化趋势，在此基础上对隧道随时间变化的趋势进行了分析；④通过对喷射混凝土、径向锚杆、钢支撑和钢筋网的作用机理进行分析，阐述了围岩与初期支护的相互作用原理，在导出地层特征曲线和喷射混凝土、钢拱架、锚杆支护刚度等公式基础上，探讨了围岩参数、支护刚度（抗力）及初期支护架设时机对围岩变形和受力的影响；⑤通过FLAC软件数值模拟，分析了

3、桃树垭隧道出口段初期支护破坏及围岩失稳的机理，探讨了围岩级别、锚杆纵向间距和节理面角度三种因素对隧道及初期支护稳定性的影响。关键词：软弱围岩，初期支护，监控量测，相互作用，数值模拟IABSTRACTWiththeexpandingoftheundergroundconstructionprojects,softrockproblemhasbeenrelatedtothetransportation,electricity,andruralconstruction,miningandotherfields,thestabilityo

4、fthesoftandthesupportmethodhasbecometheproblemthatneedstosolveinundergroundwork.Thispaperbiasestheactualsupportdamagecaseinthesoftrocktunneltodiscussethegeologicalfeaturesandengineeringfeaturesofthesoftrock,thedestructionofthecharacteristicsofmechanicalfactors,deforma

5、tionmechanisms,theprincipleofsupportingandsoon;TheInteractionbetweensurroundingrockandprimarysupportisalsodiscussesedmainlyinthispaper.Findingouttheeffecttotunnelstabilityfromdifferentstrengthofsurroundingrockandsupportparameterhassomeguidingsignificanceincomplicatedg

6、eologicaltunnelconstruction.Themaincontentsandthemajortargetsareasfollowings:①ThispaperbiasesthepracticalengineeringsituationinTaoshuyatunneltodiscussethegeologicalfeaturesandengineeringfeaturesofthesoftrock,thedestructionofthecharacteristicsofmechanicalfactors,deform

7、ationmechanisms,andtheprincipleofsupporting.②ThispaperbiasthemonitoringmeasurementdatainTaoshuyatunneltoanalysisthedeformationfeaturesandstabilityofthesoftrockrunnelandtheprimarysupport.③Thispaperistrendpredictionwithregressionanalysistofindthedeformationtrendofsurrou

8、ndingrockandthechangingtrendofsupportstress,thenanalysisthetunnelstabilitychangingwithtime.④Thispaperdiscussestheinteraction