预筑拱控制软弱围岩变形机理的研究

软弱围岩变形主要发生在掌子面前方,控制软弱围岩变形的关键环节是控制掌子面前方变形,即预收敛。预筑拱以其横向连续性好、施工速度快等特点在控制软弱围岩预收敛方面具有良好效果。文章通过FLAC3D建立三维数值模型,分析研究了预筑拱控制软弱围岩变形的机理。研究发现:(1)预筑拱能有效地控制隧道预收敛变形、收敛变形以及隧道上方围岩变形,围岩条件变差时预筑拱作用效果更加明显;(2)预筑拱能够有效地控制掌子面前方围岩的应力释放,从而有效地控制隧道上方坍落拱的发展范围,限制拱顶区坍落拱的分布区域,减少开挖对围岩的扰动,限制围岩应力重分布程度;(3)由于限制围岩应力释放,预筑拱所受围岩荷载比传统支护所受围岩荷载大。

软土地区隔断墙控制基坑变形的作用机理及其效果研究

以天津软土地区20个地铁车站基坑实测资料为背景,建立地铁车站基坑标准化模型,采用有限元与正交试验相结合的方法,重点研究隔断墙距同侧围护结构的水平距离L、隔断墙的刚度E及其入土深度H 3个主要设计参数对其控制围护结构内力、侧移以及坑外地表沉降的作用。结果表明：3个参数的变化对基坑的变形控制均有不同程度的影响,其中L主要影响围护结构内力及地表最大沉降,最大沉降可减小60%以上;H主要影响围护结构最大侧移,最大可以减小为未设置隔断墙时的50%左右;而E在常规变化范围内对基坑变形的影响相对较弱。其次,通过引入＂相似结构＂双排桩的计算理论,建立了L与隔断墙分担围护结构内力及土压力间的定量关系。最后利用Kung等基于可靠度理论提出的预测基坑变形的方法分析软土地区隔断墙的控制效果,同时与实测值和有限元计算结果进行对比,验证了上述结论的适用性。

Deformation mechanism of surrounding rocks and key control technology for a roadway driven along goaf in fully mechanized top-coal caving face

The variation of the stress in the bolted surrounding rocks structure of the roadway driven along goaf in a fully mechanized top coal caving face with moderate stable conditions are studied by using numerical calculation. The essential deformation characteristics of the surrounding rocks in this kind of roadway are obtained and the key technology of bolting support used under these conditions is put forward.