深埋高地應(yīng)力隧道卸壓支護(hù)技術(shù)研究.pdf

1、隨著交通建設(shè)的發(fā)展和能源開采進(jìn)入深部，高地應(yīng)力條件下的隧道有效支護(hù)成了地下工程中必須面對(duì)的問題之一。高地應(yīng)力條件下，采用普通的加強(qiáng)支護(hù)法，不僅浪費(fèi)大量的人力、物力、財(cái)力，而且支護(hù)效果差。往往支護(hù)結(jié)構(gòu)破壞嚴(yán)重，返修率高。因此，探索高地應(yīng)力條件下的隧道有效支護(hù)方法，保證隧道長(zhǎng)期的安全與穩(wěn)定，并提高隧道支護(hù)效果，降低隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)返修率和支護(hù)成本，是迫切的，具有重要的理論和實(shí)際意義。
　　 基于圍巖分區(qū)破裂化理論和爆破損傷理論，本文運(yùn)用

2、理論計(jì)算分析和數(shù)值模擬研究方法，對(duì)深埋高地應(yīng)力隧道的卸壓支護(hù)技術(shù)進(jìn)行研究。具體研究?jī)?nèi)容與取得的主要研究成果如下：
　　 (1)基于圍巖分區(qū)破裂化原理，根據(jù)分區(qū)破裂帶的位置、寬度確定了裝藥位置和爆破卸壓的區(qū)域，利用相應(yīng)分區(qū)破裂帶的半徑和寬度計(jì)算公式對(duì)爆破卸壓部分參數(shù)進(jìn)行確定。經(jīng)計(jì)算炮孔深度為9.0m ；裝藥量為0.55kg、0.45kg、0.40kg、0.35kg ；堵塞長(zhǎng)度為12m、8.27m、8.35m、8.43m。
　

3、　 (2)根據(jù)爆破損傷理論計(jì)算了卸壓孔的間距和卸壓后圍巖應(yīng)力值，炮孔間距為0.7m、8m、0.9m、1.0m。結(jié)合材料力學(xué)知識(shí)和隧道支護(hù)理論計(jì)算了隧道襯砌結(jié)構(gòu)厚度和內(nèi)力。
　　 襯砌厚度由卸壓前的1.5m 減小到卸壓后的0.9m、0.75m、0.6m、0.8m，而且卸壓后襯砌結(jié)構(gòu)的彎矩和軸力也減小37[％]以上，表明爆破卸壓取得了預(yù)期的效果。
　　 (3)利用ANSYS/LS-DYNA 動(dòng)力有限元軟件建立仿真數(shù)值模型，

4、對(duì)松動(dòng)爆破卸壓支護(hù)進(jìn)行了模擬，并研究爆破卸壓參數(shù)和卸壓效果的關(guān)系。分析模擬計(jì)算結(jié)果得出：爆破卸壓后，襯砌結(jié)構(gòu)的變形和內(nèi)力均在不同程度上降低了，變形減小47[％]以上，且內(nèi)力減小35[％]以上，并與理論研究成果基本吻合，表明爆破卸壓達(dá)到了改善圍巖支護(hù)條件的目的。通過松動(dòng)爆破卸壓將隧道圍巖高地應(yīng)力向遠(yuǎn)離隧道表面的深部圍巖轉(zhuǎn)移，從而達(dá)到降低圍巖應(yīng)力，保護(hù)隧道的目的。
　　 本文研究成果對(duì)深埋高地應(yīng)力地下工程的建設(shè)和能源開發(fā)具有一定的指