基于均匀化方法的破碎千枚岩隧道稳定性分析

隧道穿越高地应力破碎千枚岩段时,容易造成围岩压力和能量的释放,导致隧道支护结构产生大变形破坏。当前的隧道围岩稳定性分析多将围岩与支护结构分开研究,分别求解特征曲线,但是锚杆注浆支护的原理是增强围岩的强度,与围岩成为一个整体共同承载地应力,不能单独作为支护结构考虑。以兰州-张掖三四线铁路XQ2标段新乌鞘岭隧道为研究背景,通过均匀化方法对锚杆注浆加固下的隧道围岩进行等效化处理,并基于约束-收敛理论计算出等效围岩特征曲线及支护特征曲线。结果表明,原支护结构强度不能有效地控制围岩变形,将隧道稳定性分析结果与现场监测数据进行对比,发现新方法能够很好地反映工程实际情况,为锚注加固作用下的破碎千枚岩隧道稳定性分析提供一种相对简便的定量计算方法。

Ⅳ级砂岩隧道开挖掌子面与土体变形规律研究

以中兰铁路香山隧道为例,模拟开展隧道三台阶法开挖试验,通过分析掌子面前方土体不同位置受力响应特征以及掌子面挤出位移形态,研究掌子面变形演化机制。所得结果表明:1)在隧道未开挖部分土压力变化中,距离掌子面越近,土体变化越复杂,土体变形影响因素基本由挤压转变为密实度减小引起的松动,距离掌子面越远,则主要为土体挤压影响;2)隧道开挖部分土压力变化曲线呈“台阶状”,规律较为明显,随着隧道开挖,土压力逐渐稳定;3)采用三台阶模拟开挖时,土压力响应与掌子面挤出变形相对应,并且在距离掌子面1倍洞径处下台阶的开挖会引起掌子面变形;4)三台阶法施工只留下台阶时掌子面变形难以限制,需要保留中下两个台阶。研究成果可为隧道开挖时掌子面与土体受力变形提供参考。