圆宝山隧道炭质板岩大变形段初期支护结构受力特性研究.pptxVIP

圆宝山隧道炭质板岩大变形段初期支护结构受力特性研究汇报人：2024-01-31REPORTING2023WORKSUMMARY

目录CATALOGUE引言初期支护结构形式及参数受力特性分析方法与模型建立初期支护结构受力特性分析结果炭质板岩大变形段处理技术措施研究结论与展望

PART01引言

隧道建设在山区交通中占据重要地位，而复杂地质条件下的隧道施工与支护是技术难题之一。炭质板岩作为一种特殊的地质体，具有遇水易软化、失水易崩解的特性，容易导致隧道施工过程中的大变形问题。研究圆宝山隧道炭质板岩大变形段的初期支护结构受力特性，对于提高隧道施工安全性、保障隧道运营稳定性具有重要意义。研究背景与意义

隧道穿越的地质条件复杂，其中炭质板岩大变形段是施工的重点和难点。隧道设计采用新奥法原理进行初期支护和二次衬砌，以确保施工安全和隧道稳定。圆宝山隧道位于某山区高速公路段，是全线控制性工程之一。圆宝山隧道工程概况

炭质板岩具有层理发育、节理裂隙发育、强度低等特点，遇水后极易发生软化、崩解等现象。在隧道开挖过程中，炭质板岩大变形段容易出现掌子面坍塌、拱顶下沉、边墙收敛等变形问题。初期支护结构在炭质板岩大变形段的作用至关重要，其受力特性直接影响隧道施工安全和稳定性。炭质板岩大变形段特点

PART02初期支护结构形式及参数

采用钢拱架、钢筋网、喷射混凝土等组成的柔性支护体系，能够适应围岩的大变形，保持隧道的稳定性。柔性支护结构在某些特殊地段，如断层破碎带、软弱夹层等，可采用型钢或格栅钢架等刚性支护结构，以增强支护体系的承载能力。刚性支护结构支护结构类型选择

参考类似工程的支护参数，结合圆宝山隧道的实际情况进行调整和优化。工程类比法理论计算法现场试验法采用数值模拟、解析计算等方法，对支护结构的受力特性进行分析，确定合理的支护参数。在施工现场进行试验段施工，通过监测和数据分析，确定适合该隧道的支护参数。030201支护参数确定方法

采用分部开挖法，减少对围岩的扰动，保持隧道的稳定性。开挖方法开挖后立即进行初期支护施工，包括安装钢拱架、挂设钢筋网、喷射混凝土等。支护施工流程在施工过程中对支护体系的受力、变形等进行实时监测，确保施工安全和质量。支护效果监测现场施工情况介绍

PART03受力特性分析方法与模型建立

将结构离散化为有限个单元，通过单元分析组装得到整体结构方程，进而求解得到结构受力特性。有限元法适用于非连续介质和大变形问题，通过离散元之间的接触关系模拟结构受力行为。离散元法将问题域边界离散化为边界单元，通过边界积分方程求解得到结构内部受力状态。边界元法数值模拟方法简介

模型简化材料本构关系接触面处理初始条件与地质环境模型建立过程及假设条件忽略次要因素，将复杂的三维问题简化为二维或一维问题，降低计算难度。考虑结构与围岩之间的接触面特性，采用合适的接触面模型进行模拟。选择合适的材料本构模型，如弹性模型、塑性模型等，描述材料的力学行为。根据工程实际情况，设置合理的初始条件和地质环境参数。

根据隧道实际情况，设置合理的边界条件，如固定边界、自由边界等。考虑隧道开挖过程中的荷载变化，采用逐步施加荷载的方式进行模拟。同时，考虑不同开挖步对结构受力的影响，合理设置开挖步序和荷载步长。边界条件与荷载施加方式荷载施加方式边界条件

PART04初期支护结构受力特性分析结果

应力分布规律探讨隧道围岩应力重分布隧道开挖后，围岩应力重新分布，初期支护结构承受较大的压力。支护结构应力集中现象在隧道变形较大区域，初期支护结构出现应力集中现象，需要加强支护强度。影响因素分析地质条件、隧道断面形状、开挖方式等因素对应力分布规律有显著影响。

影响因素地质构造、地下水、地应力等是影响隧道变形的主要因素，其中地质构造对变形的影响最为显著。变形特征隧道炭质板岩大变形段表现出明显的挤压变形特征，初期支护结构发生较大变形。变形控制措施针对隧道变形特征，采取有效的支护措施和开挖方式，控制隧道变形，确保施工安全。变形特征及其影响因素剖析

123选取能够反映隧道稳定性的关键指标，如围岩强度、支护结构受力状态、隧道变形量等。评价指标选取基于层次分析法、模糊综合评价等方法，构建隧道稳定性评价指标体系，对隧道稳定性进行科学评价。评价体系构建将构建的评价指标体系应用于实际工程中，对隧道稳定性进行监测和预警，为隧道施工提供科学依据。实际应用稳定性评价指标体系构建

PART05炭质板岩大变形段处理技术措施研究

针对炭质板岩大变形段的特点，确定关键监测项目，如围岩变形、支护结构受力等。监测项目确定监测仪器选择数据采集与传输数据整理与分析选用高精度、稳定性好的监测仪器，确保数据的准确性和可靠性。建立数据采集系统，实现实时监测数据的自动采集和传输，提高数据处理效率。对监测数据进行整理、筛选和分类，采用