【摘要】：以全斷面開挖工法-新意法為背景,對(duì)隧道掌子面的失穩(wěn)模式進(jìn)行研究。對(duì)掌子面穩(wěn)定性問題提出新的分析模式,并基于該模式對(duì)掌子面穩(wěn)定系數(shù)進(jìn)行分析;基于錨桿-土體相互作用模型對(duì)超前錨桿加固機(jī)理進(jìn)行分析,并對(duì)超前錨桿加固效果的影響參數(shù)進(jìn)行分析。首先,基于試驗(yàn)觀測(cè)結(jié)果,利用極限平衡法構(gòu)造全斷面開挖隧道掌子面失穩(wěn)模式-四分塊失穩(wěn)模式,利用上限原理計(jì)算不同條件下掌子面的穩(wěn)定系數(shù)。在不考慮土體容重的情況下,四分塊失穩(wěn)模式求得穩(wěn)定系數(shù)上限解要比Davis失穩(wěn)模式的上限解大;但隨著土體容重或開挖直徑的增大,四分塊模式求得上限解要比Davis失穩(wěn)模式更接近下限解,這就說明四分塊模式更適用于容重較大的土體或者開挖直徑較大的隧道�？紤]內(nèi)摩擦角對(duì)穩(wěn)定系數(shù)的影響時(shí),穩(wěn)定系數(shù)隨著內(nèi)摩擦角的增大而增大,而且增大的幅度較大,這說明內(nèi)摩擦角對(duì)土體穩(wěn)定性的影響顯著,是我們進(jìn)行土體穩(wěn)定性分析時(shí)必須考慮的因素之一。然后,建立錨桿-土體相互作用模型,以掌子面超前核心土擠出變形為參量,分析錨桿-土體變形耦合情況下超前錨桿的加固機(jī)理�；诔板^桿加固機(jī)理提出加固系數(shù)k來(lái)計(jì)算錨桿加固效果,分析各項(xiàng)參數(shù)對(duì)加固效果的影響,發(fā)現(xiàn)超前錨桿加固效果與錨固段長(zhǎng)度、錨桿彈性模量、錨桿橫截面積、錨桿布置密度、土體彈性模量及變形情況相關(guān)。結(jié)合理論推導(dǎo)與數(shù)值擬合的方法分析超前錨桿錨固段長(zhǎng)度與錨桿長(zhǎng)度的關(guān)系。針對(duì)錨桿與土體表面出現(xiàn)滑移的情況,分析錨桿的加固機(jī)理,并基于變形解耦時(shí)的加固機(jī)理對(duì)錨桿滑移段長(zhǎng)度進(jìn)行計(jì)算。最后,利用有限差分軟件FLAC3D對(duì)隧道開挖進(jìn)行數(shù)值模擬,利用隧道臨界破壞狀態(tài)觀察掌子面的失穩(wěn)模式;同時(shí)對(duì)隧道開挖過程進(jìn)行數(shù)值模擬,利用隧道掌子面擠出變形與差分?jǐn)D出變形的情況分析錨桿與土體的各項(xiàng)參數(shù)對(duì)加固效果的影響。本文研究結(jié)果可為隧道掌子面穩(wěn)定性問題提供新的分析模式,為超前錨桿參數(shù)設(shè)計(jì)及其加固效果的評(píng)估提供理論指導(dǎo)。
【圖文】：

圖 1- 1 Davis 上限失穩(wěn)模式Fig 1-1 An upper bound failure mode of Davis在 1980 年，Davis[28]等人就對(duì)淺埋隧道的掌子面失穩(wěn)模式做出了假模式如圖 1-1 所示，并基于上限原理計(jì)算掌子面穩(wěn)定性。假設(shè)土體為

5圖 1- 2 E.Leca 上限失穩(wěn)模式Fig 1-2 An upper bound failure mode of E.Leca近年來(lái)，Guilhem Mollon 和 Daniel Dias 等人對(duì)掌子面失穩(wěn)模式進(jìn)行
【學(xué)位授予單位】：天津大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：U455

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2574820