凝灰?guī)r區(qū)隧道二襯支護(hù)時(shí)機(jī)對(duì)結(jié)構(gòu)安全性影響研究.pdf

1、隧道二襯對(duì)圍巖的穩(wěn)定起到非常重要的作用，隧道結(jié)構(gòu)處于隱蔽的地下環(huán)境中，地質(zhì)條件極其復(fù)雜。由于施工失誤、設(shè)計(jì)不合理、勘測(cè)不準(zhǔn)確等因素影響，大部分隧洞都未達(dá)到其使用壽命即出現(xiàn)影響二襯結(jié)構(gòu)安全的病害，二襯病害將嚴(yán)重影響隧道的安全性和耐久性。凝灰?guī)r隧道圍巖變形速率較大，持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)，二襯施作前難以趨于穩(wěn)定，基本不能達(dá)到規(guī)范要求的變形速率指標(biāo)，因此需適時(shí)施作二襯，讓二襯承擔(dān)荷載。
　　本文主要通過(guò)對(duì)工程區(qū)地質(zhì)條件、圍巖特性等的調(diào)查和研究，結(jié)

2、合室內(nèi)外試驗(yàn)對(duì)工程區(qū)的凝灰?guī)r特性進(jìn)行分析。通過(guò)施工期監(jiān)控量測(cè)以及數(shù)值模擬對(duì)不同二襯支護(hù)時(shí)機(jī)的圍巖結(jié)構(gòu)的變形特性、初支和二襯荷載變化特征進(jìn)行分析，并通過(guò)監(jiān)控量測(cè)和數(shù)值模擬的結(jié)果分析二襯支護(hù)時(shí)機(jī)對(duì)結(jié)構(gòu)安全性的影響，對(duì)比不同時(shí)機(jī)支護(hù)下二襯結(jié)構(gòu)的安全系數(shù)，提出合理的支護(hù)時(shí)機(jī)，主要研究成果如下:
　　(1)通過(guò)室內(nèi)試驗(yàn)對(duì)凝灰?guī)r進(jìn)行礦物成分分析試驗(yàn)、物理性質(zhì)試驗(yàn)，力學(xué)試驗(yàn)，得出其具有可塑性、膨脹性、流變性、損傷劣化性的特點(diǎn)。
　　(2)

3、通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)對(duì)圍巖變形特點(diǎn)進(jìn)行了研究，分析支護(hù)結(jié)構(gòu)在不同二襯支護(hù)時(shí)機(jī)下的應(yīng)力變化規(guī)律，監(jiān)測(cè)分別在距離掌子面1～4倍洞徑時(shí)4種工況下進(jìn)行二襯支護(hù)的斷面，分析其圍巖位移變化規(guī)律和不同工況下二襯和初支承擔(dān)應(yīng)力變化規(guī)律。二襯支護(hù)過(guò)早將導(dǎo)致其所受?chē)鷰r應(yīng)力過(guò)大，不利于結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。支護(hù)不及時(shí)容易造成初支大變形甚至破壞，通過(guò)研究其規(guī)律得出了最優(yōu)支護(hù)時(shí)機(jī)，得出了在距離掌子面3倍洞徑時(shí)進(jìn)行二襯支護(hù)效果最優(yōu)，此時(shí)二襯和初支皆充分發(fā)揮了其承載作用，圍巖位移量可控

4、制在不影響二襯施工的范圍內(nèi)。
　　(3)根據(jù)隧道的初支和二襯應(yīng)力分布規(guī)律可知，二襯支護(hù)時(shí)機(jī)對(duì)其應(yīng)力分布具有很大的影響，距離掌子面越遠(yuǎn)時(shí)支護(hù)對(duì)二襯結(jié)構(gòu)安全越有利，但二襯未及時(shí)跟進(jìn)，初支所受的應(yīng)力持續(xù)增加，將造成初支混凝土開(kāi)裂和剝落，鋼拱架變形，圍巖位移過(guò)大影響二襯的施工。
　　(4)通過(guò)數(shù)值模擬對(duì)4種工況隧道圍巖位移、塑性區(qū)變化、二襯軸力值進(jìn)行分析，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)、數(shù)值模擬結(jié)果研究隧道二襯在施工期和1年后的安全系數(shù)變化規(guī)律，軟巖