1、AthesissubmittedtoZhengzhouUniversibhengzh0UUnversityforthedegreeofMasterResearchonTimeEffectsofsurroundingrockStrainduringthTunneIConstructioneonstruIByWenboShiSupervisor：ProfBeiZhangUpervsorProtBeIRoadandrailwayenginee

2、ringcollegeofWaterConservancyandEnVirOnmentMay2012摘要摘要隧道圍巖穩(wěn)定性關(guān)系到隧道施工以及運(yùn)營(yíng)的安全。目前在進(jìn)行隧道設(shè)計(jì)時(shí)經(jīng)常采用的是彈塑性的本構(gòu)模型對(duì)隧道圍巖進(jìn)行描述，而實(shí)際上隧道圍巖是明顯具有流變特性的材料，因而在進(jìn)行隧道圍巖穩(wěn)定性研究過(guò)程中，全面考慮隧道圍巖變形的時(shí)間效應(yīng)具有重要意義。本文以河南省某高速公路隧道為依托工程，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際監(jiān)控量測(cè)與理論分析相結(jié)合，并建立三維模型進(jìn)行分析

3、，研究了隧道施工過(guò)程中圍巖的力學(xué)特性以及位移變形的時(shí)間特性。論文的研究工作和成果如下：1對(duì)比國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀，對(duì)隧道圍巖在施工過(guò)程中的流變特性進(jìn)行分析，得出隧道圍巖的應(yīng)力特性和變形的時(shí)間效應(yīng)對(duì)于隧道施工以及運(yùn)營(yíng)安全性具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。2根據(jù)隧道的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，結(jié)合蠕變型積分公式對(duì)該隧道圍巖應(yīng)變的時(shí)間效應(yīng)進(jìn)行了理論分析。結(jié)果表明，得出隧道在施工過(guò)程中，掌子面的變形是從距離該面一段距離的時(shí)刻開(kāi)始產(chǎn)生，并且此部分先期位移在總位移中占有較大的

4、比例。3使用Matlab語(yǔ)言編制了計(jì)算程序，同時(shí)結(jié)合實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，得到了積分型蠕變模型中的多個(gè)參數(shù)，并利用這些參數(shù)擬合出隧道圍巖先期位移曲線以及總位移曲線與時(shí)間的關(guān)系，結(jié)果表明，擬合曲線與實(shí)測(cè)位移曲線相關(guān)性較好。4使用有限元軟件建立了隧道施工的三維模型，通過(guò)選擇彈塑性本構(gòu)模型進(jìn)行模擬分析，得到了施工過(guò)程中隧道圍巖變形與時(shí)間的關(guān)系、隧道圍巖在施工過(guò)程中的先期位移和總位移，以及隧道圍巖的最佳初期支護(hù)時(shí)間，為實(shí)際工程的施工與設(shè)計(jì)提供指導(dǎo)性