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平导对控制高应力隧道围岩变形的作用机理分析 隧道工程中,高应力岩体的变形和破坏是一个复杂而严重的问题。平顶压力,梁式支撑和灌浆是一个有效的防止高应力岩体破坏的组合技术。其中,平导起支护作用。下面,本篇论文将从平导对控制高应力隧道围岩变形的作用和机理两个方面进行分析。 一、平导对高应力隧道围岩变形的作用 1、起桥架作用 平导桩主要安装于隧道围岩中心线处,作为隧道内拱板和拱腹板的主要采力点。平导桩固定在岩体稳定区,直接支承着隧道的拱顶和拱肚板,将沿隧道轴向的荷载引向岩体主力承载体(围岩)。平导桩可承受水平和垂直荷载,并将这些荷载传给周围的围岩。平导桩与岩体之间形成桥架结构,承接拱板和拱腹板产生的荷载,将其传导到周围围岩上,从而降低被采蚀区被采空隙内部岩层变形和破坏的程度,起到减小隧道开挖断面形变和应力集中的作用。 2、支撑结构作用 平导桩作为支撑结构之一,可防止拱顶下凹,减小隧道周围岩层的应力集中,延缓隧道变形的进程,降低其开挖的难度,以及预防后方巷道坍塌、桥楼失稳等险情的产生。 3、平衡措施 平导桩的增加可以起到平衡隧道上部的差异应力,防止因不同类别构造带的介入产生破坏,防止隧道的局部塌陷事故,大大提高隧道的安全性和稳定性。 二、平导对高应力隧道围岩变形的机理分析 在高应力隧道的施工过程中,过大的主应力(σ1)和次应力(σ2和σ3)会导致围岩的塑性变形,从而严重危及隧道的结构安全。平导作为一种新型的支撑结构,在隧道围岩变形控制和稳定性措施中起到非常重要的作用。平导的机理主要表现在以下几个方面: 1、平衡应力的作用 高应力隧道适当设置平导桩,可以将隧道的主应力和次应力有效地平衡。平导桩具有对周围围岩作用的非常重要的控制和稳定作用,使得岩体的变形分布更加合理,减少了应力差的影响,降低了变形,提升了围岩的稳定性。 2、改善支撑条件 平导桩的合理设置有利于隧道的支撑条件改善:平导桩通过对拱板的支撑作用,增加了拱板的刚度,从而使得拱顶和拱腹板的合作高效,抵抗隧道的应变和屈曲,形成了一个非常坚固的整体结构。 3、抵消变形和应力的集中作用 平导桩在隧道的底部设置时,可以有效地抵消隧道开挖造成的地表沉降和隧道变形的集中作用。同时,由于平导桩受到周围岩体力的保护,可以减小孔壁压力的集中,降低了孔壁中裂隙和空洞的发生,但是需要注意,平导桩本身也是一个支撑结构,其设置需要考虑到与别的支撑结构之间的协调和整体布置的规划。 综上所述,平导对高应力隧道围岩的变形有着非常重要的控制和稳定作用,它既可以减小围岩的变形和减缓隧道变形的进程,还可以防止隧道围岩出现诸如裂隙、松散区域和塌陷等问题。在实际工程中,必须要充分考虑围岩性质和隧道变形情况,并选用合适的、合理的支护结构,以此保证隧道工程的安全性和稳定性。