【摘要】：隨著我國鐵路建設的不斷發(fā)展,工程規(guī)模越來越大,軟弱圍巖長大深埋隧道工程已不可避免,隧道施工常常引起圍巖發(fā)生大變形,導致支護系統(tǒng)破壞,甚至會發(fā)生塌方等情況,嚴重影響隧道施工中的安全和進度,加大施工成本,特別是在高地應力區(qū)域隧道發(fā)生大變形情況屢出不窮,大多情況下科研技術人員仍對其束手無策。針對目前大變形軟弱圍巖隧道中可縮性型鋼支架中存在接頭縮動效果不佳,型鋼支架承載性能得不到充分發(fā)揮的現(xiàn)象,該論文通過理論分析可縮性接頭的可行并性提出可縮性的設計方案,并且通過試驗驗證讓壓材料配方及讓壓構件的承載能力。制作可縮式構件模型進行讓壓材料不同配合比和讓壓構件不同開孔大小試驗,分析耐火泥和阻尼材料的用量和構件開孔大小對構件承載性能的影響。通過以上研究得出如下結論:(1)U型鋼可縮性金屬支架其可縮性主要取決于支架的搭接部分和卡纜的受力情況,其承載性能也因支架不同而不同,目前市面上的錨桿各種各樣,分為增阻式和恒阻式兩類。一類是通過拉伸材質(zhì)來實現(xiàn)讓壓,另一類是通過拉伸結構來實現(xiàn)讓壓。其工作阻力主要靠摩擦提供。(2)發(fā)明了讓壓支護體系中一種隧道讓壓支護體系和一種新型液壓增阻式隧道讓壓裝置,并申請了發(fā)明專利和實用新型專利,在液壓增阻式隧道讓壓裝置的基礎上改進加工了圓形缸筒讓壓構件。(3)通過以耐火泥和阻尼材料選用不同配合比作為讓壓材料進行試驗,分析耐火泥、云母粉、粉煤灰、滑石粉、石綿粉的用量和法蘭片孔徑的大小對構件抗壓強度的影響。得出在相同孔徑下,其中讓壓材料為耐火泥和粉煤灰的承載能力最高,讓壓材料為耐火泥的承載能力最低,兩者承載能力相差近3倍。(4)在孔徑相同的情況下,由于加入的阻尼材料的顆粒大小和吸水性等不同,阻尼材料與耐火泥混合后形成的讓壓材料將導致其讓壓量不同:其中讓壓材料為防火泥和滑石粉的讓壓量最大,讓壓材料防火泥和云母粉的讓壓量最小。
【學位授予單位】：成都理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：U455.7
【圖文】：

鐵路和公路工程中出現(xiàn)的大量軟弱圍巖隧道大變形問題進行了大量相關的，但是一套實際可行的技術保障體系并未形成。并且在選擇支護形式時受到因素的影響，如高地應力、軟弱圍巖等級等，長期以來國內(nèi)外通常采取“強頂”的方式來解決軟弱圍巖大變形問題，支護結構參數(shù)的設計經(jīng)常突破了《隧道設計規(guī)范》或《公路隧道設計規(guī)范》中推薦的上限值，譬如新建蘭新鐵上的云屯堡特長鐵路隧道大變形段采用 40～50 cm 厚的初期支護，70～90的二襯等極強的剛性支護參數(shù)。而且其支護方式與工藝材料方面也是往往采統(tǒng)的噴射混凝土+普通錨桿+鋼支撐的聯(lián)合模式。由于在軟弱大變形圍巖隧道過程中圍巖的初始應力逐漸被釋放，軟弱圍巖巖體持續(xù)發(fā)生流變以及巖體遇程中的水后變膨脹等特性使得圍巖變形荷載持續(xù)增加，支護結構體系受到的斷增大，與此同時再在上地震等動力荷載的附加作用的影響使處于高烈度震軟弱圍巖隧道圍巖與結構體系，強制硬頂往往不能解決持續(xù)增長的變形壓力發(fā)的附加荷載，往往造成錨桿的斷裂、鋼拱架發(fā)生扭曲變形、噴射混凝土出裂等現(xiàn)象。如圖 1-1～圖 1-2 所示。

圖 1-2 木柵隧道鐵路及公路軟弱圍巖隧道大變形危害程度相當大，其表現(xiàn)為處理風險系數(shù)要高額的整治費用，而且還經(jīng)常長期延誤工期。對于隧道工程界來說隧道大預防與治理是一個重大問題，成為一項世界級的難題。隨著我國西部大開發(fā)續(xù)推進，高速鐵路的持續(xù)發(fā)展，將會有越來越多的高地應力軟巖隧道修建大變形將會成為一個不可避免的工程難題。鑒于現(xiàn)有隧道工程的設計理論和經(jīng)驗已不能完全適用于高地應力條件下隧道工程的開挖支護，因此開展高地軟巖大變形隧道施工關鍵技術研究，對確保隧道工程順利進行、有效合理地地下空間具有十分重要的意義。.1.2 研究意義隧道圍巖壓力產(chǎn)生的根本來源是地應力，構造運動與動力作用是引起地引主要原因。水平方向的構造運動對地應力的形成和特征影響最大。由于構造

在隧道及地下工程中初期支護系統(tǒng)包含：錨桿、噴射混凝土軟弱圍巖發(fā)生大變形的過程中，如果要使該體系能與軟弱形，便要求整個初期支護系統(tǒng)中各部分產(chǎn)生的變形應形成向調(diào)同步，為了實現(xiàn)這個目的，因此設計了如圖 1-3 所示的支（a） 讓壓支護系統(tǒng)圖2143

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本文編號：2756282