软岩隧道挤压型大变形非线性流变属性及其锚固整治技术研究

论文摘要

针对隧道高地应力软弱围岩洞室施工开挖变形与围岩失稳以及衬护结构设计问题,阐述开展岩土流变学研究的必要性以及对软岩挤压型大变形非线性流变问题的研究内容和方法,介绍隧道围岩挤压型大变形的定义、变形特征,及国际上隧道围岩挤压大变形的判定。介绍隧道围岩挤压型大变形非线性流变理论、相应的专用设计软件研制及其工程应用,主要介绍有关的研究内容及其创新性方面;以广义Komamura-Huang流变模型为基础,建立一种能较完整地反映围岩二维、三维大变形非线性流变全过程的Komamura-Huang"弹-线黏弹-非线性大变形黏塑性"流变模型,并在ABAQUS软件基础上进行专用软件的二次开发,将其应用于兰新铁路兰武客运专线乌鞘岭铁路隧道岭脊段围岩5#断层带中,后又应用于甘南木寨岭高速公路隧道和云南滇中红层引水隧洞2处软岩围岩挤压大变形隧道,采用大尺度让压锚杆/预应力长让压锚索进行了整治研究,并分别进行了二维和三维非线性大变形黏弹塑性数值模拟分析。指出有待进一步深化研讨的若干问题。总结针对软岩挤压型大变形沿用现行刚性支护方案的不合理性和失效教训。提出管控/约束隧道围岩大变形持续发展的让压支护锚固技术措施——一种新型大尺度让压锚杆/预应力让压锚索,介绍让压锚具的受力机制及构造,强调其10个关键性设计施工参数。以兰州木寨岭高速公路隧道围岩挤压型大变形非线性流变分析与采用让压锚杆进行工程整治的试验段情况为例,对该隧道围岩挤压大变形进行二维数值模拟,并对施作让压锚杆进行工程整治的主要有关设计参数进行分析计算。"边支边让、大尺度让压锚杆"方法已先后在几处工程中得到了成功实施,取得了应有的经济效益,其工程技术收益应更受业界关注。

论文目录

• 0 引言
• 1 工程基本情况
• 2 隧道围岩挤压型大变形的定义及其变形特征
• 3 隧道围岩挤压型大变形程度的判定
• 4 隧道围岩挤压型大变形非线性流变理论、相应的专用设计软件研制及其工程应用
• 5 有待进一步深化研讨的若干问题
• 6 管控/约束隧道围岩大变形持续发展的让压支护锚固技术措施——一种新型大尺度让压锚杆/预应力长让压锚索的研制与应用
•   6.1 基本情况和典型工程示例
•   6.2 沿用现行刚性支护方案的不合理性和失效教训
•   6.3 让压锚具的受力机制与相应构造
•   6.4 10个关键性设计施工参数
• 7 兰州木寨岭高速公路隧道围岩挤压型大变形非线性流变分析与采用让压锚杆进行工程整治的计算示例 （斜井试验段情况）
•   7.1 基本情况
•   7.2 计算程序软件基本功能
•   7.3 计算要求
•   7.4 计算结果
•     7.4.1 围岩塑性区大小及其分布
•     7.4.2 围岩位移场计算云图
•     7.4.3 让压支护力值的确定
•     7.4.4 锚杆让压量的理论预测
•     7.4.5 让压锚杆直径、环向排距与纵向间距的模拟计算
• 8 关于软岩大变形非线性流变属性与对研究成果的几点结论与认识

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 孙钧,钦亚洲,李宁

关键词: 软弱围岩隧道,挤压型大变形,岩土非线性流变,大尺度让压锚杆,预应力让压锚索,二次衬砌

来源: 隧道建设(中英文) 2019年03期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅱ辑

专业: 公路与水路运输

单位: 同济大学,南通大学,上海理工大学

分类号: U455.4

页码: 337-347

总页数: 11

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