大斷面軟弱圍巖隧道穩定性研究.pdf

1、隨著高速鐵路的快速發展及客運專線建設的需要，我國出現了一批大斷面隧道，其開挖的斷面面積通常在100m2以上，在軟弱及破碎的圍巖地質條件下，大斷面隧道的施工難度較大。
　　 本文以位于山西境內的太岳山雙線鐵路隧道工程為背景，闡述了影響隧道圍巖穩定性的主要因素和圍巖穩定性理論。對隧道的開挖方法、支護形式以及圍巖和支護參數進行分析，依據實際工程的圍巖性質選擇相似材料進行室內相似材料模擬試驗，通過彈性階段試件的試驗分析和相似比推算得到泥

2、質砂巖彈性模量E和泊松比μ，并根據公式K=E/3(1-2μ)和G=E/2（1+μ)計算得到原巖體積模量和剪切模量，為第四章對原巖開挖數值模擬提供計算力學參數。
　　 本文對隧道中隔壁法和三臺階法隧道的施工進行開挖數值模擬，對隧址區圍巖和支護結構穩定性進行數值分析。結合國內外對隧道的研究特點以及國內隧道施工方法的現狀，運用FLAC軟件對太岳山隧道既有斷面條件和地質條件下的中隔壁法施工和三臺階法施工進行數值模擬分析。對隧道開挖過程中

3、的重點部位進行監測，結果表明對于中隔壁法施工，右上導坑開挖完成后隧道的變形最大，該階段拱頂和拱底的位移量分別達到總位移量的97.6％和93.4％，隧道兩側墻處的壓應力最大，隧道的拱腳處容易發生應力集中，三臺階七步法豎向最大位移集中在隧道拱頂及拱底，最大水平位移集中在兩側拱墻處，開挖過程中產生較大的豎向位移和水平收斂。對比兩種不同施工方法下的水平收斂、豎直位移及圍巖應力的情況，從結構的變形大小和受力角度方面考慮該隧道施工選擇中隔壁法更利于