【摘要】：針對(duì)軟弱巖體中隧道開挖過程中出現(xiàn)的塌方破壞問題,通過室內(nèi)地質(zhì)力學(xué)模型試驗(yàn)和數(shù)值模擬,對(duì)有、無錨桿支護(hù)情況下圍巖的漸進(jìn)性破壞過程、巖體地表變形以及巖體內(nèi)部的應(yīng)力變化規(guī)律進(jìn)行了對(duì)比分析,所得結(jié)論如下所述:①隧道開挖使得上覆巖層荷載向隧洞左、右兩側(cè)轉(zhuǎn)移,拱腰以下巖體往往率先剪切破壞,鎖腳錨桿可有效制止巖體初始剪切破壞;②圍巖破壞自洞周逐漸向巖體深部發(fā)展,沿與水平面夾角為45°+φ/2的方向產(chǎn)生兩個(gè)滑動(dòng)面,并在洞頂形成一自然平衡拱,錨桿支護(hù)可有效減小巖體塌落范圍;③錨桿的存在大大改善了圍巖的應(yīng)力狀態(tài),不僅提高了拱腰巖體剪切起裂荷載值,而且還使得拱頂巖體在破壞前可承擔(dān)更大的上覆荷載;④塌落區(qū)內(nèi)的巖體切向應(yīng)力呈"跌落式"下降,此特征可用于判斷巖體塌落范圍及為隧道塌方預(yù)警服務(wù)。
[Abstract]:Aiming at the problem of collapse failure in tunnel excavation in weak rock mass, the progressive failure process of surrounding rock under the condition of no bolting support is studied by laboratory geomechanical model test and numerical simulation. The ground deformation of rock mass and the variation of stress in rock mass are compared and analyzed. The conclusion is as follows: the excavation of tunnel 1 causes the load of overlying strata to transfer to the left and right sides of the tunnel, and the rock mass below the arch and waist often takes the lead in shear failure. The locking bolt can effectively prevent the initial shear failure of rock mass from the surrounding rock to the deep rock mass, and produce two sliding planes along the direction of 45 擄蠁 / 2 with horizontal plane angle, and form a natural equilibrium arch at the top of the cave. Anchor support can effectively reduce the rock collapse range and the existence of Anchorage can greatly improve the stress state of surrounding rock, not only increase the shear initiation load value of arched rock mass, but also make the arch roof rock mass bear more overburden load before failure. (4) the tangential stress of rock mass in the collapse area decreases in the form of "drop", which can be used to judge the range of rock mass collapse and to serve for early warning of tunnel collapse.
【作者單位】： 同濟(jì)大學(xué)道路與交通工程教育部重點(diǎn)試驗(yàn)室;同濟(jì)大學(xué)巖土與地下工程教育部重點(diǎn)試驗(yàn)室;中國礦業(yè)大學(xué)力學(xué)與建筑工程學(xué)院;濟(jì)南軌道交通集團(tuán)有限公司;
【基金】：國家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目(41130751);國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(51174197) 西部交通建設(shè)科技項(xiàng)目(2011ZB04)
【分類號(hào)】：U456

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 文競舟;楊春雷;粟海濤;寧德飚;;軟弱破碎圍巖隧道錨噴鋼架聯(lián)合支護(hù)的復(fù)合拱理論及應(yīng)用研究[J];土木工程學(xué)報(bào);2015年05期

2 陳衛(wèi)忠;鄭東;于建新;李明;袁敬強(qiáng);劉煥春;田洪銘;;交叉隧道施工對(duì)已有隧道穩(wěn)定性影響研究[J];巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào);2015年S1期

3 沙鵬;伍法權(quán);李響;梁寧;常金源;;高地應(yīng)力條件下層狀地層隧道圍巖擠壓變形與支護(hù)受力特征[J];巖土力學(xué);2015年05期

4 張成平;韓凱航;張頂立;李賀;蔡義;;城市軟弱圍巖隧道塌方特征及演化規(guī)律試驗(yàn)研究[J];巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào);2014年12期

5 王斌;王衛(wèi)軍;趙伏軍;樊寶杰;唐輝雄;;基于巷道圍巖自承特性的錨桿錨固效果研究[J];巖土力學(xué);2014年07期

6 程小虎;;改進(jìn)的淺埋隧道松動(dòng)圍巖壓力計(jì)算方法[J];鐵道學(xué)報(bào);2014年01期

7 梁小勇;扈世民;張春會(huì);;深埋大斷面黃土隧道圍巖失穩(wěn)試驗(yàn)研究[J];巖土工程學(xué)報(bào);2013年S2期

8 鄭穎人;王永甫;王成;馮夏庭;;節(jié)理巖體隧道的穩(wěn)定分析與破壞規(guī)律探討——隧道穩(wěn)定性分析講座之一[J];地下空間與工程學(xué)報(bào);2011年04期

9 郭軍;王明年;譚忠盛;羅祿森;;大跨淺埋黃土隧道中系統(tǒng)錨桿受力機(jī)制研究[J];巖土力學(xué);2010年03期

10 來弘鵬;林永貴;謝永利;楊曉華;;支護(hù)時(shí)機(jī)對(duì)軟弱圍巖公路隧道力學(xué)特征影響的試驗(yàn)研究[J];巖土工程學(xué)報(bào);2009年03期

【共引文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 王少鋒;陳枰良;盧志楷;何悅;;裂隙巖體中滲流作用對(duì)隧道圍巖穩(wěn)定性的影響分析[J];路基工程;2017年02期

2 趙自靜;;基于圍巖壓力及結(jié)構(gòu)力學(xué)特征測試的隧道初期支護(hù)時(shí)機(jī)探討[J];路基工程;2017年02期

3 徐建平;桑運(yùn)龍;劉學(xué)增;楊志峰;;節(jié)理發(fā)育巖體隧道支護(hù)的動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)方法與應(yīng)用[J];地下空間與工程學(xué)報(bào);2017年02期

4 周磊;朱哲明;李元鑫;;基于有限元強(qiáng)度折減法分析主應(yīng)力方向?qū)λ淼婪€(wěn)定性的影響[J];現(xiàn)代隧道技術(shù);2017年02期

5 陰霄磊;;交叉隧道施工對(duì)已有隧道穩(wěn)定性影響研究[J];住宅與房地產(chǎn);2017年09期

6 劉翔;房倩;;變坡面淺埋偏壓隧道松動(dòng)圍巖壓力計(jì)算方法[J];中國鐵道科學(xué);2017年02期

7 張頂立;;城市地下工程施工誘發(fā)的安全事故及其控制[J];科技導(dǎo)報(bào);2017年05期

8 紀(jì)玉國;于飛飛;張憲堂;李惠;周紅敏;;基于FLAC~(3D)的深埋膨脹性黃土隧道初期支護(hù)安全穩(wěn)定性分析[J];建井技術(shù);2017年01期

9 丁王飛;鄧鑫潔;;深部隧道單節(jié)理巖體開挖卸荷破裂及錨桿加固研究[J];安全與環(huán)境工程;2017年01期

10 徐前衛(wèi);丁文其;朱合華;唐卓華;李元海;;超大斷面隧道軟弱圍巖卸荷漸進(jìn)破壞特性研究[J];土木工程學(xué)報(bào);2017年01期

【二級(jí)參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 雷明鋒;彭立敏;施成華;王立川;劉正初;;淺埋偏壓隧道襯砌受力特征及破壞機(jī)制試驗(yàn)研究[J];中南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2013年08期

2 文競舟;張永興;王成;;隧道圍巖全長黏結(jié)式錨桿界面力學(xué)模型研究[J];巖土力學(xué);2013年06期

3 杜立兵;嚴(yán)松宏;蔡白潔;;小凈距空間交叉隧道臺(tái)階法施工安全性研究[J];隧道建設(shè);2013年05期

4 劉志強(qiáng);王斌;邢曉飛;;成渝客專新中梁山隧道上穿施工對(duì)既有襄渝鐵路中梁山隧道的影響分析[J];隧道建設(shè);2013年05期

5 李廣信;;基坑中土的應(yīng)力路徑與強(qiáng)度指標(biāo)以及關(guān)于水的一些問題[J];巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào);2012年11期

6 徐景茂;顧金才;陳安敏;張向陽;明治清;夏世友;;拱腳局部加長錨桿錨固洞室抗爆模型試驗(yàn)研究[J];巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào);2012年11期

7 秦會(huì)來;張甲峰;郭院成;李峰;;ABAQUS在計(jì)算基坑開挖變形中的應(yīng)用研究[J];巖土工程學(xué)報(bào);2012年S1期

8 趙勇;李術(shù)才;趙巖;李利平;;超大斷面隧道開挖圍巖荷載釋放過程的模型試驗(yàn)研究[J];巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào);2012年S2期

9 顏治國;戴俊;;隧道鋼拱架支護(hù)的失穩(wěn)破壞分析與對(duì)策[J];西安科技大學(xué)學(xué)報(bào);2012年03期

10 吳占瑞;漆泰岳;;跨線風(fēng)道近接施工力學(xué)特性研究[J];鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì);2012年04期

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 李松;;關(guān)于磨槽石隧道軟弱圍巖變形分析及應(yīng)對(duì)措施[J];中國水運(yùn)(下半月);2014年02期

2 任利華;;軟弱圍巖大跨度扁坦隧道修筑關(guān)鍵技術(shù)探討[J];內(nèi)蒙古公路與運(yùn)輸;2005年04期

3 楊文平;郁存正;張根法;;自進(jìn)式中空注漿錨桿在軟弱圍巖中的應(yīng)用[J];四川建筑;2006年06期

4 臧應(yīng)雨;董祥均;;隧道軟弱圍巖處理技術(shù)探討[J];山西建筑;2009年29期

5 朱君敏;劉志軍;;歌樂隧道軟弱圍巖初支變形成因分析及對(duì)策[J];科技資訊;2010年11期

6 杜小軍;;論軟弱圍巖的施工方法[J];市政技術(shù);2010年S1期

7 陳偉;;軟弱圍巖在富水情況下塌方的預(yù)防和處理[J];科技傳播;2011年08期

8 孫生波;;淺談隧道軟弱圍巖施工[J];科技情報(bào)開發(fā)與經(jīng)濟(jì);2011年20期

9 林福地;;淺談軟弱圍巖深孔鉆鑿技術(shù)[J];施工技術(shù);2011年S2期

10 趙國棟;;軟弱圍巖隧洞施工的安全問題研究[J];科技信息;2013年03期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 鄒樹梅;王勝勇;;軟弱圍巖控制爆破設(shè)計(jì)與施工[A];第九屆全國結(jié)構(gòu)工程學(xué)術(shù)會(huì)議論文集第Ⅲ卷[C];2000年

2 陶波;伍法權(quán);郭啟良;郭改梅;;高地應(yīng)力作用下烏鞘嶺深埋長隧道軟弱圍巖流變規(guī)律研究[A];中國地質(zhì)學(xué)會(huì)工程地質(zhì)專業(yè)委員會(huì)、貴州省巖石力學(xué)與工程學(xué)會(huì)2005年學(xué)術(shù)年會(huì)暨“巖溶·工程·環(huán)境”學(xué)術(shù)論壇論文集[C];2005年

3 張金星;;祁連山隧道富水軟弱圍巖防坍塌施工技術(shù)[A];中國土木工程學(xué)會(huì)第十五屆年會(huì)暨隧道及地下工程分會(huì)第十七屆年會(huì)論文集[C];2012年

4 孫鈞;潘曉明;;隧道軟弱圍巖擠壓大變形非線性流變力學(xué)特性研究[A];第十二次全國巖石力學(xué)與工程學(xué)術(shù)大會(huì)會(huì)議論文摘要集[C];2012年

5 宋政文;;管棚支護(hù)技術(shù)在武廣客運(yùn)專線隧道軟弱圍巖開挖中的應(yīng)用[A];客運(yùn)專線工程技術(shù)學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集（上）[C];2008年

6 周運(yùn)祥;;淺談高地應(yīng)力軟弱圍巖施工的關(guān)鍵技術(shù)[A];鐵路長大隧道設(shè)計(jì)施工技術(shù)研討會(huì)論文集[C];2004年

7 嚴(yán)伊莎;林永貴;段正君;;初始地應(yīng)力對(duì)軟弱圍巖隧道襯砌力學(xué)行為的影響分析[A];中國土木工程學(xué)會(huì)第十二屆年會(huì)暨隧道及地下工程分會(huì)第十四屆年會(huì)論文集[C];2006年

8 王航;徐雨平;盧鋒;;軟弱圍巖地段隧道施工方案優(yōu)選研究[A];第十二屆海峽兩岸隧道與地下工程學(xué)術(shù)與技術(shù)研討會(huì)論文集[C];2013年

9 王曉睿;賈曉鳳;黃至全;;云嶺隧道軟弱圍巖黏彈塑性數(shù)值模擬及參數(shù)反演[A];巖石力學(xué)與工程的創(chuàng)新和實(shí)踐：第十一次全國巖石力學(xué)與工程學(xué)術(shù)大會(huì)論文集[C];2010年

10 朱慶文;;大保高速公路四角田隧道軟弱圍巖設(shè)計(jì)與施工[A];2001年全國公路隧道學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2001年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前10條

1 武久玉;淺談隧道軟弱圍巖地段病害整治方法[N];大眾科技報(bào);2008年

2 通訊員 周廣寬 黃存才;黔貴鐵路大村隧道提前貫通[N];中國鐵道建筑報(bào);2006年

3 張榮文 桑勝文 王佳友;創(chuàng)新有路勤為徑[N];中國鐵道建筑報(bào);2006年

4 通訊員 周廣寬 陳慶亮;十二局集團(tuán)二公司釜山隧洞提前報(bào)捷[N];中國鐵道建筑報(bào);2006年

5 伍振 曹建忠 楊三柱;我國首次操作TBM施工[N];中華建筑報(bào);2002年

6 姜書范 矣成輝 伍振;通天達(dá)海辟坦途[N];中國鐵道建筑報(bào);2007年

7 鄭平良;亞洲山嶺第一長隧道行山隧道左線進(jìn)口提前貫通[N];山西日報(bào);2007年

8 龍艷 伍振;國企內(nèi)的“包工隊(duì)”[N];中華建筑報(bào);2005年

9 記者 王立武 曾正賢;長梁山隧道榮獲優(yōu)質(zhì)樣板工程稱號(hào)[N];中國鐵道建筑報(bào);2000年

10 記者 江耀明;“冠軍”贏在起跑線[N];中國鐵道建筑報(bào);2008年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前4條

1 李旭;隧道軟弱圍巖強(qiáng)度特性及支護(hù)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性研究[D];遼寧工程技術(shù)大學(xué);2015年

2 趙勇;隧道軟弱圍巖變形機(jī)制與控制技術(shù)研究[D];北京交通大學(xué);2012年

3 王樹棟;復(fù)雜地應(yīng)力區(qū)隧道軟弱圍巖大變形控制技術(shù)研究[D];北京交通大學(xué);2010年

4 肖同剛;隧道軟弱圍巖—支護(hù)系統(tǒng)安全性分析評(píng)價(jià)及其工程應(yīng)用[D];同濟(jì)大學(xué);2007年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 曾宏飛;軟弱圍巖淺埋偏壓四車道公路隧道安全施工技術(shù)研究[D];西南交通大學(xué);2015年

2 鄭海珍;小寨隧道軟弱圍巖段特征及施工方案比選研究[D];西南交通大學(xué);2015年

3 趙亢;極高地應(yīng)力軟弱圍巖變形特征及控制技術(shù)研究[D];西南交通大學(xué);2015年

4 程玉強(qiáng);軟弱圍巖枿道施工階段力學(xué)性能分析[D];蘭州交通大學(xué);2015年

5 宋子景;深埋軟弱圍巖大斷面鐵路隧道掌子面變形規(guī)律及控制技術(shù)研究[D];石家莊鐵道大學(xué);2016年

6 王永峰;石盤山二號(hào)隧道施工技術(shù)研究[D];長安大學(xué);2016年

7 姚欣鵬;大干溪Ⅰ號(hào)隧道軟弱圍巖大變形機(jī)理及其處治技術(shù)研究[D];長沙理工大學(xué);2015年

8 楊成銘;軟弱圍巖隧道初期支護(hù)參數(shù)優(yōu)化研究[D];重慶交通大學(xué);2015年

9 溫偉銃;淺埋軟弱圍巖隧道施工方法及力學(xué)響應(yīng)研究[D];重慶交通大學(xué);2016年

10 高攀科;斑竹林隧道軟弱圍巖變形特征與控制措施研究[D];重慶交通大學(xué);2009年

，

本文編號(hào)：2143436