软弱围岩流变分析及其支护方法研究

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随着我国的交通建设事业的迅猛增长,深埋软岩隧道和地下工程逐渐增多,软岩隧道施工技术也有了较大发展。流变特性是软岩固有的属性,在各种各样的工程软岩中,由于流变现象的普遍存在,人们已经开始意识到流变现象给工程带来的影响。一直以来对于高应力、强度低的软岩隧道的支护问题总是存在这样或那样的困难,也一直没有得到很好的解决,如果把围岩的流变特性考虑进去,必然更符合实际情况,具有很重要的现实意义。由于软岩的流变特性,在长期荷载作用下的软岩隧道支护设计必须考虑岩石的流变特性,本文在这方面作了初步尝试。本文针对兰新复线乌鞘岭隧道软岩隧道围岩变形速度快、变形量大,变形时间长、难支护的具体情况,选用伯格斯流变模型,详细分析了弹—粘塑性理论和弹—粘塑性问题的求解方法和步骤,最后利用FLAC软件对乌鞘岭隧道F4断层进行施工过程的力学效应模拟,并对F7断层进行简化的支护优化设计研究。主要研究了以下内容:深埋软岩隧道围岩变形规律,深埋软岩隧道合理支护时间和支护控制,合理的支护参数选取,深埋软岩隧道稳定性控制技术。在研究隧道模型选择时,地层采用了FLAC提供的伯格蠕变模型和摩尔-库仑模型合成的粘塑性模型,模拟结果符合实际施工情况,说明用弹—粘塑性有限差分分析隧道周边应力变形是可行的。
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