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摘要
为明确深部软岩隧道围岩压力机制,指导设计合理的大变形治理方案,以米林隧道工程为依托,基于岩体弹塑性力学,推导出围岩膨胀压力解析式。结合Kastner算式,引入断面径向位移u与塑性区半径Rp之间的函数关系,求解出膨胀压力与形变压力的特征曲线函数解GRC,探明膨胀压力与形变压力在断面径向位移过程中的演化规律。根据收敛-约束法,结合支护特征曲线SCC,分析考虑膨胀压力条件下GRC曲线与SCC曲线交点变化趋势,以设计出合理的软岩大变形控制参数。研究结果表明:1)仅考虑形变压力而设计的支护结构不满足围岩稳定性要求,当围岩径向位移达到530 mm时,仅考虑形变压力pi时围岩对支护结构的压力为0.82 MPa,考虑膨胀压力pr时支护承载压力增至1.37 MPa,膨胀压力占比达40.1%; 2)采用“钢架+锚喷”初期支护将围岩位移释放至upeak=0.325 m时增设间距d=0.7 m I25b钢架的联合支护方案,能对形变压力进行合理释放,同时有效抑制膨胀压力过度增大; 3)第2层钢架设置23 d后围岩变形收敛为56.1 mm,通过理论计算、数值分析与工程应用验证了支护方案的可行性。
- 出版日期2023
- 单位中铁十九局集团第六工程有限公司
