●第1章 緒論 1
1.1 問題的緣起 1
1.2 軟岩隧道支護理論現狀及其存在的問題 4
1.2.1 強力被動支護理論及其存在的問題 5
1.2.2 讓壓支護理論及其存在的問題 6
1.2.3 主動支護理論及其存在的問題 9
1.2.4 軟岩隧道中常用支護理論的適用性 10
1.3 木寨嶺特長公路隧道簡況 15
1.3.1 工程概況 15
1.3.2 工程地質特征 15
1.3.3 結構參數設計及支護特性分析 17
1.3.4 木寨嶺公路隧道大變形狀況簡述 19
第2章 軟岩隧道快速主動支護基本原理及其技術實現 21
2.1 軟岩隧道快速主動支護的基本原理 21
2.1.1 軟岩隧道快速主動支護內涵 21
2.1.2 軟岩隧道主動支護作用機理 21
2.2 軟岩隧道中快速主動支護的必要性與有效性分析 24
2.2.1 計算模型、參數及工況 24
2.2.2 主動支護的有效性 25
2.2.3 快速(主動)支護的必要性 31
2.3 軟岩隧道快速主動支護技術的實現形式及其體繫組成 33
2.3.1 現行常用預應力錨固體繫概述 33
2.3.2 常用預應力錨固方式在軟岩隧道中的適應性研究 35
2.3.3 軟岩隧道中適宜的快速主動支護技術的提出 41
2.3.4 快速主動支護體繫的合理組成 42
2.4 本章小結 42
第3章 基於協同作用效應的新型高強預應力快速錨固繫統研發 44
3.1 軟岩隧道錨固繫統中墊板受力特性及其適配性研究 44
3.1.1 墊板主要型式及其作用機理 44
3.1.2 軟岩環境下墊板受力特性的現場試驗研究 46
3.1.3 基於數值仿真的軟岩隧道錨固體繫中墊板力學特性研究 53
3.1.4 軟岩隧道中預應力錨固繫統適宜墊板參數分析 64
3.2 預應力錨固繫統中球形墊圈作用機理及效用性研究 65
3.2.1 球形墊圈作用機理 65
3.2.2 球形墊圈效用性試驗 66
3.3 純水泥注漿體適宜水灰比及其力學特性研究 73
3.3.1 純水泥注漿體的適宜水灰比 73
3.3.2 0.4水灰比純水泥漿的注漿飽滿度室內試驗研究 75
3.3.3 0.4水灰比純水泥漿在軟岩隧道中的錨固性能測試 78
3.4 軟岩隧道錨固繫統中鋼帶受力特性及結構效應研究 81
3.4.1 鋼帶的類型及其特點 81
3.4.2 鋼帶的協同支護機理 82
3.4.3 鋼帶參數對圍岩支護效果的影響 83
3.5 軟岩隧道中快速預應力錨固繫統的研發 95
3.5.1 礦業領域小孔徑預應力錨索繫統技術特點淺析 95
3.5.2 軟岩隧道中快速預應力錨固繫統的建立 96
3.5.3 軟岩條件下新型鳥籠錨索快速錨固性能試驗研究 99
3.6 本章小結 104
第4章 快速主動支護效應下本構模型的開發及其應用 105
4.1 圍壓效應下的軟岩力學特性演化規律研究 105
4.1.1 圍壓對軟岩力學特性的影響分析 105
4.1.2 不同圍壓下炭質板岩的力學特性試驗 109
4.2 基於Fish的主動支護效應本構模型開發 114
4.2.1 FLAC3D常用內置本構模型簡介 114
4.2.2 新型本構模型開發關鍵要點 117
4.2.3 軟岩隧道中基於主動支護效應本構模型的合理性檢驗 118
4.3 軟岩隧道中主動支護的作用機制研究 121
4.3.1 計算模型、參數與工況 121
4.3.2 計算結果與分析 122
4.4 本章小結 126
第5章 基於位移差的預應力錨固體繫設計方法 127
5.1 基於位移差的預應力錨固體繫設計原理與分析流程 127
5.1.1 預應力錨固繫統中位移差概念的提出 127
5.1.2 基於位移差的預應力錨固繫統設計方法/流程 132
5.2 基於數值仿真進行錨固參數設計時關鍵問題的處理 133
5.2.1 主動支護體繫的適應性淺析 133
5.2.2 計算模型及關鍵問題處理 134
5.3 軟岩隧道中基於位移差的預應力錨固繫統參數設計 135
5.3.1 變形管理等級制定 135
5.3.2 預應力值設計 136
5.3.3 預應力錨索長度設計 140
5.3.4 預應力錨索間距設計 145
5.3.5 預應力錨索短、長組合設計 149
5.3.6 主動支護關鍵參數建議 153
5.4 本章小結 153
第6章 軟岩隧道中快速主動支護體繫變形控制效應 154
6.1 木寨嶺公路隧道主動支護試驗段概況 154
6.2 軟岩試驗段主動支護體繫方案設計 155
6.2.1 主動支護體繫關鍵設計參數 155
6.2.2 主動支護體繫組成構件 156
6.2.3 主動支護體繫的構件組成與性能要求 157
6.2.4 與分部開挖相配套的主動支護技術施工設計 158
6.3 軟岩隧道中主動支護體繫變形控制效果分析 161
6.3.1 試驗段主動支護體繫監控方案的制定 161
6.3.2 圍岩穩定性分析 166
6.3.3 支護結構受力特性與安全性分析 171
6.4 軟岩隧道中主、被動支護體繫的變形控制效應對比 174
6.4.1 “強力被動支護”段概況 174
6.4.2 主動與強力被動支護模式下圍岩穩定性對比分析 179
6.5 本章小結 182
第7章 軟岩隧道中快速主動支護體繫配套工藝技術 183
7.1 軟岩隧道中鳥籠錨索繫統快速施工工藝 183
7.1.1 軟岩隧道中可快速成孔的錨杆鑽機選型與鑽具改進 183
7.1.2 鳥籠錨索現場工藝試驗 200
7.1.3 鳥籠錨索施工工藝流程與要點 202
7.2 軟岩隧道主動支護體繫關鍵施工工藝技術 204
7.2.1 主動支護技術的工藝流程與要點 204
7.2.2 主動支護體繫“先錨後支”工藝流程與要點 205
7.3 本章小結 206
參考文獻 209
彩版 211
