为控制围岩变形，保证支护的稳定，项目研究团队研究提出了适合大跨段的多重锁固支护施工技术。1)技术特点强挤压围岩隧道多重锁固支护施工的技术关键点为:排架式结构技术、压浆剂快速锚固锚索技术、锚索预留低预应力柔性张拉技术、三层支护技术。图6.10大跨多重锁固支护示意图图6.11排架式结构支护示意图具体实施步骤如下:①先进行多台阶分部开挖。......
2023-09-21
挤压性围岩隧道支护黏弹性分析与控制技术
【摘要】：如图5.2所示，将支护设置时刻作为坐标原点，断面被开挖出瞬间为ti=-t0，围岩与支护结构发生相互作用的时刻为ti=t1。由此即可分析围岩与支护结构在发生相互作用后的某一时刻t2的相互作用力。图5.2时间坐标根据前述的时间坐标，假定支护与围岩发生相互作用的时刻为t1，计算时刻t时支护与围岩的相互作用力为f。由Laplace变换可求得黏弹性位移的拉氏表达式，再通过Laplace逆变换即可求得黏弹性位移表达式。
如图5.2所示，将支护设置时刻作为坐标原点，断面被开挖出瞬间为ti=-t0，围岩与支护结构发生相互作用的时刻为ti=t1。由此即可分析围岩与支护结构在发生相互作用后的某一时刻t2的相互作用力。
图5.2 时间坐标
根据前述的时间坐标，假定支护与围岩发生相互作用的时刻为t1，计算时刻t时支护与围岩的相互作用力为f(t)。即当t＞t1时，围岩周边将受到释放荷载p(t)与支护作用力f(t)的共同作用并产生相应位移。
(1)隧道洞壁p(t)作用下产生的位移
假定弹性泊松比与黏弹性泊松比相等，不随时间变化，根据黏弹性第三定理可知，黏弹性体的应力与对应的弹性应力相等，黏弹性位移可由弹性-黏弹性对应原理求得。由Laplace变换可求得黏弹性位移的拉氏表达式，再通过Laplace逆变换即可求得黏弹性位移表达式。
由弹性场下的洞周位移计算式(5.2)，根据黏弹性对应定理，用s 
(s)代替E，同时有
则黏弹性解在象限空间的表达式为:
其中
将式(5.6)、式(5.7)代入式(5.8)得:
对式(5.9)进行Laplace逆变换得:
隧道开挖后，必须适时设置混凝土支护结构限制变形的进一步发展，当构筑了支护结构后，从t1～t时刻，释放荷载p(t)在洞室周边产生的位移增量为:
(2)隧道洞壁f(t)作用下产生的位移
支护结构对洞室围岩的作用力f(t)，作用方向与p(t)相反，通过弹性-黏弹性对应原理，求得从t1～t时刻f(t)在洞室周边产生的位移增量的Laplace变换表达式:
由于式中f(t)未知，根据卷积定理，可将式(5.13)的Laplace逆变换表示成积分形式，求得位移增量表达式:
(3)隧道洞壁在p(t)和f(t)共同作用下产生的位移
施作支护后，隧道围岩在释放荷载p(t)与支护反力f(t)共同作用下，从t1～t时刻，洞室周边围岩产生的位移增量为:
(4)支护结构变形分析
根据弹性理论，支护结构在f(t)作用下的弹性径向位移为:
根据弹性-黏弹性对应法则，从t1～t时刻f(t)作用下支护结构产生的位移增量为:
(5)围岩与支护结构变形协调分析
假设支护结构与隧道围岩的接触面上满足连续无滑移条件，则从t1～t时刻，二者径向位移增量必然相等，即:
将式(5.14)和式(5.16)代入式(5.17)得:
整理后得:
设待求函数f(t)的Laplace变换为F(s)，对式(5.20)两边进行Laplace变换，可得:
对上式进行整理可得:
对式(5.22)两边进行Laplace逆变换，得:
参数代入式(5.22)求得F(s)表达式，并对其进行Laplace逆变换，即可求出支护结构与围岩之间相互作用随时间(蕴含空间概念)的变化规律f(t)的解析表达式，从而可求出支护结构和围岩中变形和应力随时间变化的规律。
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2023-09-21
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2023-09-21
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