围岩流变特性对隧道二衬支护时机的影响

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1、第１３卷第２期解放军理工大学学报（自然科学版）Ｖｏｌ．１３Ｎｏ．２２０１２年４月ＪｏｕｒｎａｌｏｆＰＬＡＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅＥｄｉｔｉｏｎ）Ａｐｒ．２０１２围岩流变特性对隧道二衬支护时机的影响周勇１，２，柳建新１，方建勤３，柳群义１（１．中南大学地球科学与信息物理学院，湖南长沙４１００８３；２．湖南文理学院资源环境与旅游学院，湖南常德４１５０００；３．同济大学土木工程学院，上海２０００９２）摘要：为了研究岩体流变特性情况下隧道二衬的支护时机，首先推导了在考虑围岩流

2、变特性时，衬砌抗力、位移及围岩的位移表达式；然后以广梧高速公路茶林顶隧道岩体为工程背景，探讨了考虑岩体流变情况下，隧道二衬支护时机的确定方法，并对比了围岩拱顶下沉实测值和理论计算值。结果表明：（１）理论分析所建立的衬砌抗力、位移及围岩的位移表达式中均包含了时间参数，可确定达到不同衬砌抗力、位移及围岩位移所需要的时间；（２）围岩拱顶下沉实测值和理论计算值表现出相同的发展规律，验证了所建立方法的正确性。关键词：岩体流变特性；隧道；二衬支护时机中图分类号：ＴＵ４５７文献标识码：Ａ文章编号：１００９－３４４３（２０１２）０２－０１７８－０５Ｉｎ

3、ｆｌｕｅｎｃｅｏｆｒｏｃｋｍａｓｓｒｈｅｏｌｏｇｉｃａｌｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｏｎｔｕｎｎｅｌｓｅｃｏｎｄｌｉｎｉｎｇｔｉｍｅ１，２，ＬＩＵＪｉａｎ－ｘｉｎ１，ＦＡＮＧＪｉａｎ－ｑｉｎ３，ＬＩＵＱｕｎ－ｙｉ１ＺＨＯＵＹｏｎｇ（１．ＳｃｈｏｏｌｏｆＧｅｏｓｃｉｅｎｃｅｓａｎｄＩｎｆｏ－Ｐｈｙｓｉｃｓ，ＣｅｎｔｒａｌＳｏｕｔｈＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈａｎｇｓｈａ４１００８３，Ｃｈｉｎａ；２．ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＲｅｓｏｕｒｃｅａｎｄＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｎｄＴｏｕｒｉｓｍ，ＨｕｎａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＡｒｔｓａｎｄＳｃｉｅｎｃ

4、ｅ，Ｃｈａｎｇｄｅ４１５０００，Ｃｈｉｎａ；３．ＣｉｖｉｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＤｅｐａｒｔｍｅｎｔ，ＴｏｎｇｊｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ２０００９２，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｏｆｉｇｕｒｅｏｕｔｔｈｅｓｅｃｏｎｄｌｉｎｉｎｇｔｉｍｅｏｆｔｈｅｔｕｎｎｅｌｕｎｄｅｒｔｈｅｃｏｎｓｉｄｅｒａｔｉｏｎｏｆｒｏｃｋｍａｓｓｒｈｅｏｌｏｇｉｃａｌｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ，ｆｉｒｓｔｌｙ，ｔｈｅｅｑｕａｔｉｏｎｓｏｆｔｈｅｌｉｎｉｎｇｒｅｓｉｓｔａｎｔｐｒｅｓｓｕｒｅ，ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔａｎｄｓｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇ

5、ｒｏｃｋｍａｓｓｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔｗｅｒｅｄｅｄｕｃｅｄｗｈｅｎｔａｋｉｎｇｉｎｔｏｃｏｎｓｉｄｅｒａｔｉｏｎｔｈｅｒｏｃｋｍａｓｓｒｈｅｏｌｏｇｉｃａｌｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ；ｓｅｃｏｎｄｌｙ，ｔｈｅＣｈａｌｉｎｄｉｎｇｔｕｎｎｅｌｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｏｆｔｈｅＧｕａｎｇｄｏｎｇＹｕｎｗｕＨｉｇｈｗａｙｗａｓｃｈｏｓｅｎａｓｔｈｅｓｔｕｄｙｂａｃｋｇｒｏｕｎｄ，ｔｈｅｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｆｏｒｔｈｅｓｅｃｏｎｄｌｉｎｉｎｇｔｉｍｅｏｆｔｈｅｔｕｎｎｅｌｕｎｄｅｒｔｈｅｃｏｎｓｉｄｅｒａｔｉｏｎｏｆｒｏｃ

6、ｋｍａｓｓｒｈｅｏｌｏｇｉｃａｌｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｗａｓｐｒｏｐｏｓｅｄ，ａｎｄｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｏｆｔｈｅｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｖａｌｕｅａｎｄａｎａｌｙｔｉｃａｌｓｏｌｕｔｉｏｎｖａｌｕｅｆｏｒｔｈｅａｒｃｈｓｅｔｔｌｅｍｅｎｔｗｅｒｅｃｏｍｐａｒｅｄ．Ｔｈｅａｎａｌｙｓｉｓｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｅｑｕａｔｉｏｎｓｏｆｔｈｅｌｉｎｉｎｇｒｅｓｉｓｔａｎｔｐｒｅｓｓｕｒｅ，ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔａｎｄｓｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇｒｏｃｋｍａｓｓｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔａｌｌｃｏｎｓｉｓｔｏｆｔｈｅｆａｃｔｏｒｏｆｔ

7、ｉｍｅ，ｔｈａｔｔｈｅｔｉｍｅｎｅｅｄｅｄｔｏｒｅａｃｈｅｃｅｒｔａｉｎｖａｌｕｅｏｆｔｈｅｌｉｎｉｎｇｒｅｓｉｓｔａｎｔｐｒｅｓｓｕｒｅ，ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔａｎｄｓｕｒ－ｒｏｕｎｄｉｎｇｒｏｃｋｍａｓｓｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔｃａｎｂｅｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄ，ａｎｄｔｈａｔｔｈｅｄｉｓｃｉｐｌｉｎｅｓｏｆｔｈｅａｒｃｈｓｅｔｔｌｅｍｅｎｔｏｂｔａｉｎｅｄｆｒｏｍｔｈｅｐｒｏｐｏｓｅｄｍｅｔｈｏｄａｒｅｔｈｅｓａｍｅｗｉｔｈｔｈａｔｆｒｏｍｔｈｅｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｄａｔａ，ｗｈｉｃｈｖａｌｉｄａｔｅｓｔｈｅｃｏｒｒｅｃｔ－ｎｅｓｓ

8、ｏｆｔｈｅｐｒｏｐｏｓｅｄｍｅｔｈｏｄ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｒｏｃｋｍａｓｓｒｈｅｏｌｏｇｉｃａｌｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ；ｔｕｎｎｅｌ；ｓｅｃｏｎｄｌｉｎｉｎｇｔｉｍｅ［３，４］准确地确定隧道二衬的合理