哈尔滨高速公路 天恒山隧道在哪个位置测速好使么?

维蒙古弹塑性有限元分柄和数值模拟进入快速发展期比较著名的著作研究有:金丰年和钱七虎[20-21J应用弹黯性模型,用三维有限元模拟了全断面隧洞的开挖过程:张玉军和刘谊岼(22)运用三维勃弹塑性有限元理论分析了锚固正交各项异性层状岩体对围岩的流变动态进行了详细研究;如l建华等(23)对小浪底工程地下厂房工程进行了三维甜弹性数值模拟,分析了开挖位移和围岩稳定性:赵旭峰等(24)对深部软岩隧道工程中施工力学性态和变形时空效应进行三维非线性勃弹性数值模拟并将计算结果与现场实测数据进行了比较验证。随后模拟隧道开挖过程中围岩与支护结构相互作用的三维计算及施工特性研究也逐步展开并取得了一系列的成果。由于大跨法埋隧道受地质条件和施工方法的限制使得隧道开挖过程中支护结构和国岩随著时间和空间的变化特性十分复杂,而大跨浅埋隧道的时空效应对隧道施工有很大影响因此有必要对隧道施工产生的时空效应进行研究。隧道施工中的时空效应特性是缘于施工过程中产生的力学效应仅通过理论解析方法,很难对时空效应有完全的理解因此,本文对天恒山隧道在哪个位置施工过程中的量测数据进行分析以期得出大跨浅埋隧道的时空效应规律,并进而指导施工隧道开挖过程中,固岩嘚变形发展是由于开挖面不断向前施工所引起的"空间效应"和岩体流变特性所引起的"时间效应"综合决定的(2)隧道的开挖过程,实际上就是一個时空动态变化的过程是国岩的受力和变形随时间、空间逐渐发展的变化过程。围岩本身是一种具有明显非线性特性的弹蒙古塑性介质对其进行开挖支护的施工作业,实际上就是一个对其进行不断反复加、卸荷载的力学过程闷在这个过程中,固岩与支护结构互相牵制、互相影响并进行相互间的频繁能量转换,具有明显的时空效应的特点对隧道围岩稳定有很大的影响作用。1.2.1开挖面空间效应空间效应昰指在隧道开挖过程中初始地应力遭到破坏,围岩应力进行二次重分布引起的开挖面前后一定范围内的土体变化规律(18][19J地层中存在初始應力是地层在天然状态下具有的内应力。国岩失稳主要是由于隧洞开挖过程中引起的应力重分布超过围岩强度或造成围岩过分变形而引起嘚而初始地应力场是决定应力重分布是否会造成围岩失稳的决定因素。不同地质条件下初始地应力场呈现不同的态势,但一般都由两蔀分组成一自重应力场和构造应力场初始地应力场的儿个简单认识:(1)地应力是一个相对稳定的非稳定应力场,它是时间和空间的函数;(2)实测垂直应力基本等于上覆岩层的重量;(3)水平应力普遍大于垂直应力垂直应力在大多数情况下为最小主应力;(4)平均水平应力与垂直应力的比值随罙度增加而减小;(5)最大水平主应力和最小水平主应力也随深度呈线性增长关系(7)。地应力是围岩稳定分析中的重要指标应引起足够重视。对於开挖面空间效应的研究国内外众多专家取得了十分有意义的成果。主要研究成果为:隧道围岩在横、纵断面上的支护作用称为"空间效应"并将空间约束作用视为对洞周的"虚拟"支撑力作用,并用"位移释放系数"来探讨开挖面的空间效应〈孙钩院士等(5)提出)得出位移释放规律.开挖面的空间约束作用,可以使固岩在无支护的情况下自稳一段时间位移释放系数越小,开挖面空间效应越大.朱维申和何满朝(8)利用洞壁径姠位移释放系数反映开挖面径向"虚拟支撑力"的释放.赵明阶、徐容、许锡宾阴将围岩变形全过程的位移时间关系曲线分为四个阶段:负空间效应段、正空间效应段、阻尼段、流变段.井认为,空间效应段变形主要是由于岩体开挖后周边岩体失去原有的位移约束,打破原有的平衡使围岩土体产生向净空面移动的趋势,并发生一定的位移周围在体的位移又牵动更深岩体的位移,如此延续下去直到一定深度,對浅埋隧道可达地表同时变形速率也随着开挖面与测点距离的变化而变化。这很好的描述了围岩变形的金过程宋战平等(1町的研究认为隧道开挖的空间效应隧道观测断面随掌子面推进而产生的位移可分为几个部分:先期位移、瞬时位移、和后期位移,并研究了溶洞对隧道先期位移以及瞬时开挖位移的影响1.2.2时间蚊应时间效应主要表现为围岩介质的流变特性,包括应力松弛和蠕变围岩介质的黠塑性屈服特性昰产生时间效应的根本所在Ilt1.固岩内部应力革分布后,围岩变形随时间变化这种相对于时间的变化规律称为时间效应.在研究围岩时间效应方面,GUeDOI2).Pannet和Sulem[闷大家E幸(14)和近藤达敏i町等的研究,多只注重于掌子面通过以后掌子面后方围岩的收敛变形研究.而在实际上开挖引起的回岩变形在掌子面以前一定距离巳经产生,为此我国学者张忠亭、陶振字(16)在反映围岩变形全过程变化的方面进行了研究。他们借助等效初应力概念利用岩体蠕变方程,研究了固岩的时间效应变形特性提出了分析围岩时间效应收敛变形的一种新方法,根据现场收敛变形

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