【摘要】：各开挖步围岩主应力值见表3.2。图3.4不同开挖步下围岩主应力云图表3.2不同开挖步下围岩主应力值单位:MPa由图3.4可知,CD法各开挖步骤的围岩主应力变化特征明显,隧道目标面围岩总体受压,在初期支护与洞壁接触部位,尤其是隧道两侧拱腰至拱脚处,存在明显的压应力集中现象,而拱底、掌子面部则出现少量的拉应力集中。
为探究隧道围岩-支护结构应力与施工步骤的对应关系,给出CD法开挖后目标研究面的围岩主应力云图,如图3.4所示。同时,约定图3.4中受拉为正,受压为负。各开挖步围岩主应力值见表3.2。
图3.4 不同开挖步下围岩主应力云图(单位:Pa)(www.xing528.com)
表3.2 不同开挖步下围岩主应力值 单位:MPa
由图3.4可知,CD法各开挖步骤的围岩主应力变化特征明显,隧道目标面围岩总体受压,在初期支护与洞壁接触部位,尤其是隧道两侧拱腰至拱脚处,存在明显的压应力集中现象,而拱底、掌子面部则出现少量的拉应力集中。从量值上分析(见表3.2),最小主应力(主压应力)均随着开挖进程逐渐减小,集中在-4.57～-2.90 MPa,其中左上断面至左下断面开挖及支护过程中主压应力变化幅度最大,表明此开挖步对围岩产生了较大的扰动,而施作初期支护后围岩主压应力值均有一定幅度的下降;最大主应力(主拉应力)在施作初期支护前集中在0.20～1.30 MPa,而施作后集中在0.08～0.30 MPa,因开挖完成后及时施作初期支护且有临时中隔壁的存在,目标面岩体总体受压,仅在拱底处出现了一定程度的拉应力集中现象,其量值不大,而右下断面开挖和支护过程中,围岩产生较大的主拉应力变化,其主要原因是初期支护施作后拆除了中隔壁;从右下断面支护完成后主压应力值(-2.90 MPa)和主拉应力值(0.08 MPa)来看,初期支护封闭成环使围岩应力维持在一个较低水平,开挖产生的释放应力在围岩与初期支护的相互作用下易达到新的平衡,结构受力合理。
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