為實(shí)現(xiàn)新奧法充分調(diào)動(dòng)圍巖承載能力這一核心理念,能夠?qū)崿F(xiàn)及時(shí)主動(dòng)支護(hù)的錨固體系是關(guān)鍵�；诖�,從及時(shí)主動(dòng)支護(hù)技術(shù)的內(nèi)涵及作用機(jī)理分析入手,對(duì)預(yù)應(yīng)力構(gòu)件及早施加主動(dòng)支護(hù)阻力,以增強(qiáng)巖體自承載能力,從而實(shí)現(xiàn)變形控制的作用機(jī)理進(jìn)行了闡述;以滇中引水工程楚雄段柳家村隧洞為依托,對(duì)比分析了主、被動(dòng)支護(hù)作用效應(yīng),驗(yàn)證了主動(dòng)支護(hù)對(duì)于圍巖位移及塑性區(qū)發(fā)展的有效控制;針對(duì)具有長(zhǎng)期服役要求的交通/水工隧道,結(jié)合不同巖體狀況,提出為實(shí)現(xiàn)及時(shí)主動(dòng)支護(hù),在一般巖體中建議采用端頭機(jī)械錨固+自由段水泥砂漿錨固的錨固形式,在軟弱破碎巖體中則建議采用端頭樹脂錨固+自由段水泥砂漿錨固的錨固形式。上述2種錨固形式一方面通過(guò)臨時(shí)性端錨及早施加預(yù)應(yīng)力以實(shí)現(xiàn)及時(shí)主動(dòng)支護(hù),另一方面在洞室變形基本穩(wěn)定后進(jìn)行后期注漿,在有效防止預(yù)應(yīng)力損失的同時(shí),使得錨固體系具有良好的耐久性,為基于預(yù)應(yīng)力錨固體系的及時(shí)主動(dòng)支護(hù)理念在交通/水工隧道工程中的成功應(yīng)用奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

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【部分圖文】：

圖2 預(yù)應(yīng)力錨固圍巖壓縮帶示意

隧道開挖后,支護(hù)過(guò)程中若對(duì)單根錨固系統(tǒng)施加預(yù)應(yīng)力,再經(jīng)由墊板實(shí)現(xiàn)預(yù)應(yīng)力的擴(kuò)散[26],將會(huì)在桿體兩端形成一定范圍的預(yù)應(yīng)力擴(kuò)散區(qū)。此時(shí),該區(qū)域內(nèi)巖體受到預(yù)應(yīng)力壓縮作用,當(dāng)支護(hù)密度足夠大,形成群錨作用時(shí),單根錨桿形成的應(yīng)力壓縮區(qū)將會(huì)相互重疊,形成一定厚度的錨固圍巖壓縮帶(圖2)。圖3....

圖3 不同階段圍巖應(yīng)力狀態(tài)示意

大量試驗(yàn)研究表明,巖體在三向受壓狀態(tài)下,較之單向或兩向受壓狀態(tài)下,巖石的力學(xué)特性得到明顯增強(qiáng),如變形模量[27-28]、內(nèi)聚力、內(nèi)摩擦角、抗壓、拉強(qiáng)度[29-30]、抗剪強(qiáng)度[31]等均有明顯提高,且以上參數(shù)均隨圍壓的增大而增大,常規(guī)三軸壓縮下巖塊軸向應(yīng)力-應(yīng)變曲線如圖4所示[3....

圖4 常規(guī)三軸壓縮下巖塊軸向應(yīng)力-應(yīng)變曲線[32-33]

圖3不同階段圍巖應(yīng)力狀態(tài)示意據(jù)隧道力學(xué)可知,洞室開挖打破了原有的地應(yīng)力場(chǎng)平衡關(guān)系,洞壁切向應(yīng)力σt急劇增大,徑向應(yīng)力σr急劇降低(基本為0)。此時(shí),洞壁圍巖由原始的三維應(yīng)力狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槎S應(yīng)力狀態(tài),也即洞周巖體單元將從開挖前的三軸應(yīng)力狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)殡p軸甚至單軸應(yīng)力狀態(tài)[34][圖3....

圖5 不同支護(hù)類型下圍巖應(yīng)力狀態(tài)示意

而現(xiàn)行常用的包含砂漿錨桿在內(nèi)的“全被動(dòng)”支護(hù)體系,在隧道開挖后隨圍巖位移“誘發(fā)”的支護(hù)抗力雖亦會(huì)對(duì)洞周和深部巖體提供一定程度的徑向約束,使洞室圍巖的力學(xué)特性在一定程度上有所改善,但由于其對(duì)圍巖的支護(hù)抗力僅作用于洞壁表面,未能像預(yù)應(yīng)力錨固支護(hù)那樣對(duì)洞室周邊與深部巖體均產(chǎn)生主動(dòng)穩(wěn)定的....

本文編號(hào)：4054851