花岗岩和砂岩流变力学特性试验研究
2021-08-16陈伟庚傅鹤林赵运亚卢向勇叶新宇
公路工程 2021年3期
陈伟庚,傅鹤林,赵运亚,卢向勇,叶新宇,王 金
(1.中国铁路广州局集团有限公司,广东 广州 518000; 2.中南大学 土木工程学院,湖南 长沙 410075; 3.中铁三局集团有限公司,山西 太原 030000)
0 引言
仰拱是隧道结构重要组成部分,仰拱适时封闭成环是新奥法施工的重要环节。现行规范要求Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ级围岩仰拱封闭位置距开挖掌子面不得大于35 m,且对开挖进尺提出了严格要求。然而,随着大规模机械化装备的引入,隧道作业工效大为提高,同样的进尺,用时更少。因此,原有的规范指导机械化施工作业有一定的局限性和不适应性,无法满足现代隧道施工进度及机械化设备配套布置步距的要求。为确保施工安全和质量前提下充分发挥机械化工效,有必要开展与仰拱开挖进尺及封闭相关的围岩流变特征试验研究。
针对围岩流变特性,许多学者展开了相关的研究,汪涛[1]通过将伯格斯模型和一个弹塑性体串联,描述了岩体蠕变过程中的加速蠕变阶段;骆开静[2]在考虑围岩流变特性的基础上,将围岩分为弹性区、塑性硬化区、塑性软化区和塑性流动区;苗金波[3]建立了三维弹黏塑性本构模型来描述土质围岩的变形时效性,并通过工程实例监测数据验证了该模型的合理性;王刚[4]根据锚杆与围岩的作用及特性,将锚杆视为一维凯尔文模型,围岩视为三维伯格斯模型,揭示了锚杆与围岩之间的耦合流变机理。对于花岗岩和砂岩流变特征的研究,前人也进行了相关的模拟,胡云华[5]在试验的基础上,结合理论与数值模拟,对花岗岩在高应力条件下的流变特性进行了研究,并通过将黏性元件与塑性元件并联的方式描述了花岗岩在高应力情况时蠕变变形情况;……
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