【摘要】：基于新意法基本理論,以湄渝高速岐山隧道為依托,采用有限差分程序模擬玻璃纖維錨桿超前預加固隧道核心土下的全斷面開挖,通過對比預加固開挖與傳統(tǒng)工法下擠出變形、收斂變形及超前核心土應力分布情況對預加固效果進行了驗證。結果顯示,預加固措施可以在一定范圍內減小擠出變形,但對掌子面前方擾動范圍的影響甚微;兩工況掌子面擠出位移均在中心位置達到最大,預加固在掌子面中心處對擠出位移的減小效果最為明顯;兩工況下掌子面前方預收斂的分布特征與擠出位移基本一致,但掌子面通過后預加固對后方收斂的發(fā)展不再起控制作用;兩工況下掌子面前方拱效應形成位置基本一致,而預加固措施能夠有效加強前方拱效應。
【圖文】：

計Ⅳ、Ⅴ級軟弱圍巖占隧道全長將超過３０％。擬研究段位于隧道左線Ｆ２１５構造破碎帶及構造影響帶附近，埋深約５００ｍ。３模型建立與工況設置３．１模型建立為消除邊界效應，同時考慮計算效率，建立的模型長度取１５２ｍ，高度取１００ｍ，縱向長度取１００ｍ，為獲得更加合理的結果，對模型掌子面處的網(wǎng)格進行了細化，最終建立的模型共包括１８６００個單元，１９５３３４個節(jié)點，初支與二襯采用實體單元模擬并按照剛度相等的原則將鋼拱架強度折算到初期支護中，最終模型如圖２所示。圖２模型網(wǎng)格３．２材料參數(shù)與邊界條件數(shù)值模型采用摩爾—庫侖模型（Ｍｏｈｒ—Ｃｏｕｌｏｍｂ）模擬圍巖材料，采用彈性模型（Ｅｌａｓｔｉｃ）模擬支護結構，采用空模型（Ｎｕｌｌ）單元模擬開挖部分。圍巖材料參數(shù)按照岐山隧道里程ＺＫ７９＋７５～ＺＫ７９＋１０５段Ｆ２１５斷層破碎帶勘察值進行轉換，支護結構材料參數(shù)按照混凝土材料及相關規(guī)范選取，各材料計算參數(shù)詳見表１。表１材料參數(shù)材料重度γｋＮ／ｍ３體積模量Ｇ／ＧＰａ剪切模量Ｋ／ＧＰａ黏聚力Ｃ／ＭＰａ內摩擦角φ／（°）圍巖２３．０７．９３３．０４０．７８２２初支２５．０２２．４．１１．２——二襯２５．０２４１２．０——由于依托工程隧道埋深達５００ｍ，必須考慮構造應力的影響，因此在施工模擬前，采用快速應力邊界法［１０］，參照相關地應力資料，將初始地應力加載到模型四周。超前錨桿計算參數(shù)按參考文獻［１１］進行選取，取錨桿彈性模量為４５ＧＰａ，抗拉強度為１２０ｋＮ，水泥漿黏結力為

施工模擬前，采用快速應力邊界法［１０］，參照相關地應力資料，將初始地應力加載到模型四周。超前錨桿計算參數(shù)按參考文獻［１１］進行選取，取錨桿彈性模量為４５ＧＰａ，抗拉強度為１２０ｋＮ，水泥漿黏結力為２．０×１０５Ｎ／ｍ，水泥漿剛度為１．７５×１０７Ｎ／ｍ２。３．３超前錨桿布置方案數(shù)值計算預加固工況中掌子面共布置６０根超前錨桿，每根長２５ｍ，采用梅花形布置，相鄰錨桿間距為１．５ｍ，平均密度２．５ｍ２／根，，掌子面錨桿布置方案如圖３所示；模型中設置的Ｃａｂｌｅ單元如圖４所示。圖３掌子面錨桿布置３．４計算工況設置本次數(shù)值模擬共設置兩個工況。工況一為傳統(tǒng)的全斷面開挖；工況二為玻璃纖維錨桿超前加固下的全斷面開挖。兩工況均先循環(huán)開挖至２０ｍ處消除邊界效應。工況一按照錨桿布置方案在掌子面前方設置錨桿（Ｃａｂｌｅ）單元后全斷面開挖；工況二則按—２９７—

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