软弱围岩隧道在高地应力条件下的变形规律研究.pdf

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编号:20181207151705370157    类型:共享资源    大小:153.85KB    格式:PDF    上传时间:2019-02-16
  
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软 弱 围 岩 隧 道 在 高 地 应 力 条 件 下 的 变 形 规 律 研 究 !?“?#?“?$?%??, 4?*?’?3? ?5??? ( !?“?#?$?%??*?:?#?:? 7?6?“?(?#?0?’? :?+?1? ???#?0?$?%?’?0?9? :?“?0?’?, *?$? (?%?“??+?:?5?6?’?, $?%?’? 6?+?0?-?’? 3?’?8?“?0?:?+?9? $?*?“?,? “?7?7?#?0?0?’?3? *?,? )?*?+? B?#?C?*?,?-? *?,? $?#?,?,?’?6? -?*?/?’?(? $?%?’? 5?“??6?:?K?K?M?6?:?;?3?=?Q?@?, /?#?#?#? 万方数据 发 生 变 形 时 具 有 明 显 的 几 何 非 线 性 特 征 [ !?] , 因 此 , 需 要 采 用 能 描 述 物 质 非 线 性 几 何 行 为 的 数 值 分 析 方 法 进 行 研 究 , 这 一 点 也 是 非 常 重 要 的 。 从 理 论 上 知 道 , 凡 是 几 何 方 程 表 示 的 数 学 非 线 性 一 定 是 物 理 状 态 方 程 的 非 线 性 。 因 此 只 有 从 根 本 上 研 究 用 数 学 非 线 性 几 何 方 程 描 述 变 形 体 的 大 变 形 行 为 , 才 能 从 本 质 上 揭 示 出 软 弱 围 岩 隧 道 发 生 大 变 形 的 内 涵 。 !?非 线 性 大 变 形 几 何 方 程 !?“?“?经 典 小 变 形 理 论 的 不 合 理 性 经 典 小 变 形 理 论 在 计 算 发 生 大 位 移 的 平 面 问 题 ( 如 图 #? 所 示 ) 时 将 产 生 错 误 。 当 发 生 大 位 移 时 , 平 面 中 一 点 的 位 移 ( !?, “? ) 方 程 为 : !? #? $? ( $?%?? ?1?$?;???;?(?@? %?$?$?2?:?:?;??1?(?;? =?:?%?A??;??? 图 !? 拖 带 坐 标 系 7?’?8?“?!?B?3?;? ?%?(?8? $?%?%?:??7? ??/???6??@?9?@?D?$?C?8?E?F? 6?8?=?0?5?E?8?@?D? $?E? 6?8?A?A?0?=?0?D?E? 6?0?B?E?;? G?8?E?;?!?+? ,?(?’? .?.?H?第 H? 期 张 志 强 等 I? 软 弱 围 岩 隧 道 在 高 地 应 力 条 件 下 的 变 形 规 律 研 究 万方数据 表 !? 华 蓥 山 公 路 隧 道 !?类 围 岩 在 非 静 水 应 力 场 作 用 下 洞 壁 最 大 变 形 及 反 弯 现 象 情 况 !?“?#?$?%? ?*?0?5?-?’?“?0? ’?*?5?’????“?@?A?B??H? =?/?(?B?A?I??H?=?/?(?@?A?B?D?A?@?J?A?B?@?G?A?G?C??H?=?/?(?@?A?@?E?D?A?E?@?B?A?E?@?A?F?&?C?I?A?D?E?&?A?C?F?J?A?J?@?@?J?A?B? 变 形 反 弯 深 度 L?H?=?(?— @?A?&?G?&?A?I?G?C?A?I?G?G?A?&?G?E?A?I?G?F?A?&?G?J?A?&?G? “?A?“?关 于 岩 性 变 化 的 情 况 说 明 应 当 指 出 , 在 满 足 一 定 地 应 力 水 平 ( 本 文 中 “?!?!? @?&? ???“?) 条 件 下 , 对 于 “?类 围 岩 , 同 样 存 在 “ 反 弯 现 象 ” 。 只 不 过 其 反 弯 深 度 较 小 而 已 。 例 如 , 即 使 在 垂 直 地 应 力 “?!?M? &?B? ???“? ( 对 应 最 大 主 应 力 “?(?“?)?M? C?B? ???“?) 情 况 下 , 反 弯 深 度 最 大 也 不 足 &? (? [ G?] , 这 在 通 常 锚 喷 支 护 作 用 下 , 会 变 得 并 不 明 显 。 在 施 作 一 定 锚 喷 支 护 情 况 下 , “ 反 弯 现 象 ” 容 易 消 除 。 #?结 论 ( @?) 受 非 静 水 应 力 场 作 用 的 隧 道 , 当 地 应 力 水 平 足 够 高 , 而 围 岩 性 质 较 软 弱 时 , 最 大 位 移 方 向 将 会 与 最 大 主 应 力 方 向 正 交 , 而 不 是 与 它 平 行 。 ( &?) 对 于 非 静 水 应 力 场 作 用 下 的 隧 道 , 当 围 岩 性 质 较 软 弱 时 , 例 如 #?、 !?类 ( 按 铁 路 或 公 路 分 类 ) 围 岩 , 或 者 是 《 工 程 岩 体 分 级 标 准 》 ( N?O? G?B?&?@?F?— J?D?) 中 $?类 及 其 以 下 围 岩 , 若 保 持 侧 压 系 数 !?不 变 , 那 么 必 将 存 在 一 临 界 应 力 水 平 值 , 当 地 应 力 水 平 低 于 此 值 时 , 位 移 变 化 规 律 将 符 合 其 弹 性 位 移 解 分 布 规 律 , 而 一 旦 当 地 应 力 水 平 超 过 此 值 后 , 位 移 变 化 规 律 将 转 变 成 与 地 应 力 作 用 方 向 正 交 关 系 。 ( C?) 若 保 持 垂 直 方 向 主 应 力 不 变 , 考 察 侧 压 系 数 !?“? @? 情 况 , 随 着 !?的 增 加 , 将 会 使 垂 直 方 向 的 位 移 产 生 增 大 , 高 于 水 平 方 向 的 位 移 越 来 越 大 。 同 理 , 可 以 得 出 以 自 重 应 力 场 为 主 时 的 状 态 。 ( D?) 本 文 选 取 《 工 程 岩 体 分 级 标 准 》 ( N?O? G?B?&?@?F?— J?D?) 中 P? 类 岩 体 物 理 力 学 的 参 数 进 行 变 形 规 律 考 察 , 由 于 所 选 取 的 计 算 指 标 值 均 大 于 或 等 于 家 竹 箐 隧 道 大 变 形 段 围 岩 技 术 指 标 值 ( 粘 聚 力 #? 和 内 摩 擦 角 #?二 者 相 等 ) , 因 此 所 得 出 的 变 形 规 律 结 果 适 用 于 解 释 家 竹 箐 隧 道 工 程 。 事 实 上 , 家 竹 箐 隧 道 水 平 方 向 地 应 力 “?$?为 @?E? ???“? 以 上 , !?达 @?A?F?F?, 因 此 , 拱 顶 方 向 的 变 形 显 著 大 于 其 水 平 方 向 的 变 形 , 是 符 合 规 律 的 。 上 述 结 论 还 与 华 蓥 山 隧 道 大 变 形 地 段 已 经 完 成 的 围 岩 量 测 结 果 吻 合 。 ( G?) 本 文 研 究 结 果 对 于 在 软 弱 围 岩 条 件 下 的 进 行 施 工 量 测 , 具 有 一 定 指 导 意 义 和 参 考 价 值 。 参 考 文 献 : [ @?] 张 祉 道 A?家 竹 箐 隧 道 施 工 中 支 护 大 变 形 的 整 治 [ Q?] A?世 界 隧 道 , @?J?J?I? ( @?) : I? R? @?E?A? [ &?] 陈 至 达 A?有 理 力 学 [ ?] A?徐 州 : 中 国 矿 业 大 学 出 版 社 , @?J?F?F?A? [ C?] 铁 道 部 建 设 司 标 准 科 情 所 A? 铁 道 隧 道 技 术 规 范 ( 合 订 本 ) [ S?] A?北 京 : 中 国 铁 道 出 版 社 , @?J?J?G?A? [ D?] N?O? G?B?&?@?F?— J?D?, 工 程 岩 体 分 级 标 准 [ S?] A? [ G?] 张 志 强 A? 高 地 应 力 条 件 隧 道 发 生 大 变 形 破 坏 机 理 的 研 究 [ H?] A?成 都 : 西 南 交 通 大 学 , “?“?“?“?“?“?“?“?“?“?“?“?“?“?“?“?“?“?“?“?“?“?“?“?“?“?“?“?“?“?“?“?“?“?“?“?“?“?“?“?“?“?“?“?“?“?“? “?“?“?“?“?“?“?“?“?“? “?“?“?“?“?“?“?“?“?“?“?“?“?“?“?“?“?“?“?“?“?“?“?“?“?“?“?“?“?“?“?“?“?“?“?“?“?“?“?“?“?“?“?“?“?“?“? “?“?“?“?“?“?“?“?“?“? #? #? #? #? @?J?J?J?A? 本 刊 为 读 者 补 缺 启 事 据 读 者 反 映 , 在 当 地 邮 局 订 阅 的 《 岩 土 工 程 学 报 》 偶 有 缺 期 现 象 。 此 情 况 理 应 由 收 费 邮 局 负 责 。 请 读 者 将 订 阅 发 票 ( 复 印 件 ) 寄 来 本 部 , 以 便 与 邮 局 交 涉 。 本 部 视 库 存 情 况 予 以 补 缺 。 请 读 者 准 确 清 晰 的 写 明 姓 名 、 地 址 、 邮 编 及 联 系 电 话 等 , 谢 谢 ! 本 刊 编 辑 部 B?B?I?岩 土 工 程 学 报 &?B?B?B? 年 万方数据
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