軟巖隧道變形主動支護控制

目錄
第1章　緒論　1
1.1　問題的緣起　1
1.2　軟巖隧道支護理論現(xiàn)狀及其存在的問題　4
1.2.1　強力被動支護理論及其存在的問題　5
1.2.2　讓壓支護理論及其存在的問題　6
1.2.3　主動支護理論及其存在的問題　9
1.2.4　軟巖隧道中常用支護理論的適用性　10
1.3　木寨嶺特長公路隧道簡況　15
1.3.1　工程概況　15
1.3.2　工程地質(zhì)特征　15
1.3.3　結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計及支護特性分析　17
1.3.4　木寨嶺公路隧道大變形狀況簡述　19
第2章　軟巖隧道快速主動支護基本原理及其技術(shù)實現(xiàn)　21
2.1　軟巖隧道快速主動支護的基本原理　21
2.1.1　軟巖隧道快速主動支護內(nèi)涵　21
2.1.2　軟巖隧道主動支護作用機理　21
2.2　軟巖隧道中快速主動支護的必要性與有效性分析　24
2.2.1　計算模型、參數(shù)及工況　24
2.2.2　主動支護的有效性　25
2.2.3　快速(主動)支護的必要性　31
2.3　軟巖隧道快速主動支護技術(shù)的實現(xiàn)形式及其體系組成　33
2.3.1　現(xiàn)行常用預(yù)應(yīng)力錨固體系概述　33
2.3.2　常用預(yù)應(yīng)力錨固方式在軟巖隧道中的適應(yīng)性研究　35
2.3.3　軟巖隧道中適宜的快速主動支護技術(shù)的提出　41
2.3.4　快速主動支護體系的合理組成　42
2.4　本章小結(jié)　42
第3章　基于協(xié)同作用效應(yīng)的新型高強預(yù)應(yīng)力快速錨固系統(tǒng)研發(fā)　44
3.1　軟巖隧道錨固系統(tǒng)中墊板受力特性及其適配性研究　44
3.1.1　墊板主要型式及其作用機理　44
3.1.2　軟巖環(huán)境下墊板受力特性的現(xiàn)場試驗研究　46
3.1.3　基于數(shù)值仿真的軟巖隧道錨固體系中墊板力學(xué)特性研究　53
3.1.4　軟巖隧道中預(yù)應(yīng)力錨固系統(tǒng)適宜墊板參數(shù)分析　64
3.2　預(yù)應(yīng)力錨固系統(tǒng)中球形墊圈作用機理及效用性研究　65
3.2.1　球形墊圈作用機理　65
3.2.2　球形墊圈效用性試驗　66
3.3　純水泥注漿體適宜水灰比及其力學(xué)特性研究　73
3.3.1　純水泥注漿體的適宜水灰比　73
3.3.2　0.4水灰比純水泥漿的注漿飽滿度室內(nèi)試驗研究　75
3.3.3　0.4水灰比純水泥漿在軟巖隧道中的錨固性能測試　78
3.4　軟巖隧道錨固系統(tǒng)中鋼帶受力特性及結(jié)構(gòu)效應(yīng)研究　81
3.4.1　鋼帶的類型及其特點　81
3.4.2　鋼帶的協(xié)同支護機理　82
3.4.3　鋼帶參數(shù)對圍巖支護效果的影響　83
3.5　軟巖隧道中快速預(yù)應(yīng)力錨固系統(tǒng)的研發(fā)　95
3.5.1　礦業(yè)領(lǐng)域小孔徑預(yù)應(yīng)力錨索系統(tǒng)技術(shù)特點淺析　95
3.5.2　軟巖隧道中快速預(yù)應(yīng)力錨固系統(tǒng)的建立　96
3.5.3　軟巖條件下新型鳥籠錨索快速錨固性能試驗研究　99
3.6　本章小結(jié)　104
第4章　快速主動支護效應(yīng)下本構(gòu)模型的開發(fā)及其應(yīng)用　105
4.1　圍壓效應(yīng)下的軟巖力學(xué)特性演化規(guī)律研究　105
4.1.1　圍壓對軟巖力學(xué)特性的影響分析　105
4.1.2　不同圍壓下炭質(zhì)板巖的力學(xué)特性試驗　109
4.2　基于Fish的主動支護效應(yīng)本構(gòu)模型開發(fā)　114
4.2.1　FLAC3D常用內(nèi)置本構(gòu)模型簡介　114
4.2.2　新型本構(gòu)模型開發(fā)關(guān)鍵要點　117
4.2.3　軟巖隧道中基于主動支護效應(yīng)本構(gòu)模型的合理性檢驗　118
4.3　軟巖隧道中主動支護的作用機制研究　121
4.3.1　計算模型、參數(shù)與工況　121
4.3.2　計算結(jié)果與分析　122
4.4　本章小結(jié)　126
第5章　基于位移差的預(yù)應(yīng)力錨固體系設(shè)計方法　127
5.1　基于位移差的預(yù)應(yīng)力錨固體系設(shè)計原理與分析流程　127
5.1.1　預(yù)應(yīng)力錨固系統(tǒng)中位移差概念的提出　127
5.1.2　基于位移差的預(yù)應(yīng)力錨固系統(tǒng)設(shè)計方法/流程　132
5.2　基于數(shù)值仿真進行錨固參數(shù)設(shè)計時關(guān)鍵問題的處理　133
5.2.1　主動支護體系的適應(yīng)性淺析　133
5.2.2　計算模型及關(guān)鍵問題處理　134
5.3　軟巖隧道中基于位移差的預(yù)應(yīng)力錨固系統(tǒng)參數(shù)設(shè)計　135
5.3.1　變形管理等級制定　135
5.3.2　預(yù)應(yīng)力值設(shè)計　136
5.3.3　預(yù)應(yīng)力錨索長度設(shè)計　140
5.3.4　預(yù)應(yīng)力錨索間距設(shè)計　145
5.3.5　預(yù)應(yīng)力錨索短、長組合設(shè)計　149
5.3.6　主動支護關(guān)鍵參數(shù)建議　153
5.4　本章小結(jié)　153
第6章　軟巖隧道中快速主動支護體系變形控制效應(yīng)　154
6.1　木寨嶺公路隧道主動支護試驗段概況　154
6.2　軟巖試驗段主動支護體系方案設(shè)計　155
6.2.1　主動支護體系關(guān)鍵設(shè)計參數(shù)　155
6.2.2　主動支護體系組成構(gòu)件　156
6.2.3　主動支護體系的構(gòu)件組成與性能要求　157
6.2.4　與分部開挖相配套的主動支護技術(shù)施工設(shè)計　158
6.3　軟巖隧道中主動支護體系變形控制效果分析　161
6.3.1　試驗段主動支護體系監(jiān)控方案的制定　161
6.3.2　圍巖穩(wěn)定性分析　166
6.3.3　支護結(jié)構(gòu)受力特性與安全性分析　171
6.4　軟巖隧道中主、被動支護體系的變形控制效應(yīng)對比　174
6.4.1　“強力被動支護”段概況　174
6.4.2　主動與強力被動支護模式下圍巖穩(wěn)定性對比分析　179
6.5　本章小結(jié)　182
第7章　軟巖隧道中快速主動支護體系配套工藝技術(shù)　183
7.1　軟巖隧道中鳥籠錨索系統(tǒng)快速施工工藝　183
7.1.1　軟巖隧道中可快速成孔的錨桿鉆機選型與鉆具改進　183
7.1.2　鳥籠錨索現(xiàn)場工藝試驗　200
7.1.3　鳥籠錨索施工工藝流程與要點　202
7.2　軟巖隧道主動支護體系關(guān)鍵施工工藝技術(shù)　204
7.2.1　主動支護技術(shù)的工藝流程與要點　204
7.2.2　主動支護體系“先錨后支”工藝流程與要點　205
7.3　本章小結(jié)　206
參考文獻　209
彩版　211