玄武岩纤维喷射砼在既有隧道加固中的位移稳定性反分析.pdf

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1、玄武岩纤维喷射砼在既有隧道加固中的位移稳定性反分析12■奂光坤王洪昌[摘要]为了进一步推广玄武岩纤维喷射砼在既有隧道加φ和容重γ等围岩参数，也是隧道和地下工程中的固中的应用，本文采用同济曙光有限元，对采用玄武岩纤关键设计参数，也是反分析的研究的对象，但是在维喷射混凝土支护的既有隧道结构进行了分析。通过对现实际工程中，以上三个参数的变化范围较小且有大场隧道洞周收敛位移为基础，对既有隧道的安全稳定性的量的实测值，人们可以通过自己的工程经验就做出反分析进行了研究。以反分析得到的围岩参数弹性模量E、比较准确的判断，一般均能满足要求。所以这四个侧压力系数λ

2、，与模型计算中的参数进行比较，反分析得值在反分析过程中是当作已知值处理。到的数值均大于模型中的地层参数，说明采用玄武岩纤维综上，本文根据现场量测得到拱顶下沉和水平喷射混凝土初期支护，能满足围岩结构安全性要求，为玄收敛，进行位移反演分析，得到弹性模量E和侧压武岩纤维喷射砼的应用提供了一定的理论依据和计算支力系数λ。撑。三、位移反分析法数值仿真1.模型建立图1洞内石块衬砌[关键词]既有隧道位移反分析玄武岩纤维数值模拟喷通过同济曙光有限元反分析软件4.0对玄武岩射纤维混凝土纤维喷射混凝土段断面进行反分析，在同济曙光有限元反分析4.0中建模，首先设置隧道

3、模型的边界随着纤维材料的生产工艺以及科学技术的进约束条件，然后对将要反分析的围岩关键设计参数步，各种形式的纤维混凝土不断涌现，如聚丙烯纤进行赋值，进一步对隧道模型进行网络划分具体的维混凝土、碳纤维混凝土、合成类钢纤维混凝土、隧道模型网格控制参数设计见图3。在具体的隧道玄武岩纤维混凝土等。玄武岩纤维混凝土简称BFRC，模型参数和划分完成后，针对试验段中的现场实测是以普通混凝土为基准配合比，在其外掺一定量的进行整理和输入。设置测线位置，进行测线修改属玄武岩纤维，玄武岩纤维通过其阻裂增韧的性能，性。以里程K0+693洞周位移实测数据为依据进行分弥补了普

4、通纤维抗拉以及韧性不足的劣势同时掺入析。反分析优化方法及反演参数设置见图3。图2洞内简易照明设施纤维后能够有效地提高混凝土的耐久性并被广泛地二、稳定性位移反分析法评价原理应用到隧道及地下工程中的支护体系中。1.计算原理玄武岩纤维混凝土是一种新型的纤维混凝土，隧道反分析方法是以现场科研量测数据为基其阻裂增韧性能优于一般意义上的钢纤维混凝土，础，通过理论和数值仿真，来反分析隧道围岩的基市场推广前景极其宽阔，但是在国内隧道及地下工本物理、材料、原始地应力和结构响应状态。由于程中的应用案例较少，处于刚起步的阶段，且其力其既具有理论分析的优点又包含现场试验

5、信息，所学性能有别于现有的一些纤维，所以，要在隧道工以可得到可靠性较好的参数。在工程实践中，由于程中进行应用，还需更进一步深入研究。本文以“浙其耗费时间和费用少、方法相对简单而受到欢迎。江省永康市王赵线永祥隧道修复加固工程”为背景，2.计算参数的确定通过运用玄武岩纤维喷射混凝土作为既有隧道初期一般情况下，在隧道工程中对未知的关键设计支护加固中的初期支护材料，在隧道围岩上的运用，参数进行反分析时，主要从以下两方面进行考虑，对隧道结构进行位移反分析法稳定性分析与评价，第一，尽量减少未知参量的个数，这是因为在隧道确定围岩的安全可靠性。工程的反分析中，越

6、多的未知反分析量，将会带来一、工程概况更多的工作量，且不一定会有更好的效果。第二，永祥隧道位于浙中盆地边缘，围岩以有节理的在反分析选择对隧道更直观、更敏感的参数，其中微风化玻屑凝灰岩为主。隧道全长998m，宽度5.5m，位移参数就是隧道响应的最佳参数，一般反分析中高度6m，是永康市江南街道永祥山区通往武义县原基本上都是选择位移参数，作为其反分析的基础参芦北乡的唯一交通要道，它始建于20世纪70年代数。初，修建时全部靠人工开凿，施工工艺不成熟，施在隧道和地下工程中，围岩侧压力系数和围岩工质量得不到有效的控制，断面不规则、净空小、的弹性模量，不仅决定

7、着隧道开挖前的原始应力状无衬砌、渗漏水等一系列病害，加之运行时间也已态而且对开挖后的隧道受力状态也起到关键性的作30来年，尤其在近几年中，路面坑洼更加严重，且用。鉴于此，围岩侧压力系数要作为优先的反分析时有落石，又无照明，已成了一座病危隧道。永祥图3反分析优化方法及反演参数设置的参数。隧道如图1和图2所示。而对于围岩的粘聚力C、泊松比ν、内摩擦角表1科研测试断面隧道埋深及围岩物理参数表围岩参数桩号隧道埋深/m围岩泊松比μ围岩黏聚力c/kPa围岩摩擦角φ喷射砼抗拉强度Rt/MPa喷射砼弹性模量E/Gpa侧压力系数λK0+6251500.336563

8、73.34.40.41K0+6661350.32647383.34.30.42K0+6931150.31698373.34.10.42（