【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(yù)加固隧道核心土下的全斷面開(kāi)挖,通過(guò)對(duì)比預(yù)加固開(kāi)挖與傳統(tǒng)工法下擠出變形、收斂變形及超前核心土應(yīng)力分布情況對(duì)預(yù)加固效果進(jìn)行了驗(yàn)證。結(jié)果顯示,預(yù)加固措施可以在一定范圍內(nèi)減小擠出變形,但對(duì)掌子面前方擾動(dòng)范圍的影響甚微;兩工況掌子面擠出位移均在中心位置達(dá)到最大,預(yù)加固在掌子面中心處對(duì)擠出位移的減小效果最為明顯;兩工況下掌子面前方預(yù)收斂的分布特征與擠出位移基本一致,但掌子面通過(guò)后預(yù)加固對(duì)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(yīng)形成位置基本一致,而預(yù)加固措施能夠有效加強(qiáng)前方拱效應(yīng)。
【圖文】：

計(jì)Ⅳ、Ⅴ級(jí)軟弱圍巖占隧道全長(zhǎng)將超過(guò)３０％。擬研究段位于隧道左線Ｆ２１５構(gòu)造破碎帶及構(gòu)造影響帶附近，埋深約５００ｍ。３模型建立與工況設(shè)置３．１模型建立為消除邊界效應(yīng)，同時(shí)考慮計(jì)算效率，建立的模型長(zhǎng)度取１５２ｍ，高度取１００ｍ，縱向長(zhǎng)度�。保埃埃�，為獲得更加合理的結(jié)果，對(duì)模型掌子面處的網(wǎng)格進(jìn)行了細(xì)化，最終建立的模型共包括１８６００個(gè)單元，１９５３３４個(gè)節(jié)點(diǎn)，初支與二襯采用實(shí)體單元模擬并按照剛度相等的原則將鋼拱架強(qiáng)度折算到初期支護(hù)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(kù)侖模型（Ｍｏｈｒ—Ｃｏｕｌｏｍｂ）模擬圍巖材料，采用彈性模型（Ｅｌａｓｔｉｃ）模擬支護(hù)結(jié)構(gòu)，采用空模型（Ｎｕｌｌ）單元模擬開(kāi)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(jìn)行轉(zhuǎn)換，支護(hù)結(jié)構(gòu)材料參數(shù)按照混凝土材料及相關(guān)規(guī)范選取，各材料計(jì)算參數(shù)詳見(jiàn)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(nèi)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(dá)５００ｍ，必須考慮構(gòu)造應(yīng)力的影響，因此在施工模擬前，采用快速應(yīng)力邊界法［１０］，參照相關(guān)地應(yīng)力資料，將初始地應(yīng)力加載到模型四周。超前錨桿計(jì)算參數(shù)按參考文獻(xiàn)［１１］進(jìn)行選取，取錨桿彈性模量為４５ＧＰａ，抗拉強(qiáng)度為１２０ｋＮ，水泥漿黏結(jié)力為

施工模擬前，采用快速應(yīng)力邊界法［１０］，參照相關(guān)地應(yīng)力資料，將初始地應(yīng)力加載到模型四周。超前錨桿計(jì)算參數(shù)按參考文獻(xiàn)［１１］進(jìn)行選取，取錨桿彈性模量為４５ＧＰａ，抗拉強(qiáng)度為１２０ｋＮ，水泥漿黏結(jié)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(jì)算預(yù)加固工況中掌子面共布置６０根超前錨桿，每根長(zhǎng)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(shè)置的Ｃａｂｌｅ單元如圖４所示。圖３掌子面錨桿布置３．４計(jì)算工況設(shè)置本次數(shù)值模擬共設(shè)置兩個(gè)工況。工況一為傳統(tǒng)的全斷面開(kāi)挖；工況二為玻璃纖維錨桿超前加固下的全斷面開(kāi)挖。兩工況均先循環(huán)開(kāi)挖至２０ｍ處消除邊界效應(yīng)。工況一按照錨桿布置方案在掌子面前方設(shè)置錨桿（Ｃａｂｌｅ）單元后全斷面開(kāi)挖；工況二則按—２９７—

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本文編號(hào)：2562515