软弱黄土公路隧道支护体系受力特征分析

摘要

我国对黄土公路隧道研究取得了一些成果，但由于软弱黄土力学性能比较差，遇水时土颗粒崩解，表现为较强的湿陷性，同时黄土的区域差异性也比较大，所以新的问题不断暴露，已建隧道存在和出现各种病害，在建隧道施工过程中出现一些塌方，这些问题既影响了隧道作为快速安全交通通道的功能，又造成了人员财产损失，显然是与建设隧道的初衷相违背，这也使业内人士越来越意识到软弱黄土公路隧道建设水平的提高，最终必须依赖理论上的发展与突破，一些深层次技术问题尚需要不断探索与解决。
　　 本文以大有山隧道为依托工程，从理论上分析开挖对围岩应力及应变的影响，同时从力学角度阐述了围岩应力与支护体系受力的关系。通过大规模的现场测试，研究了一衬和仰拱围岩压力、一衬和二衬接触压力、锚杆轴力以及仰拱和二衬混凝土的应力应变，随时间变化规律及分布特性。采用大型数值模拟软件分析软弱黄土公路隧道在施工过程中，支护体系受力变化，总结其受力特征及分布规律，同时分析不同施工工法对支护体系受力的影响。综合分析，得出了施工过程中支护体系受力特征及其薄弱环节，同时指明施工工法对支护体系受力有不可忽视的影响。