图7-5 2a=180°时的s2
据以上图形可知,小导管环向布置对围岩应力分布图的影响较大,其中拱顶和拱腰处的影响更大一些,对二者具体比较如图8-1和8-2所示。
图8-1 拱顶处围岩应力
图8-2 拱腰处围岩应力
由以上图形分析可知,随着超前小导管分布范围的扩大,围岩应力值不断减小(当无小导管时,隧道围岩发生塑性破坏),小导管分布范围的增加能够减少围岩的受力,有利于开挖面的稳定。在施工中难免要考虑到经济条件的因素,必须要合理布置小导管的位置,由图知,小导管布置范围影响最大的区域是0°~100°。120°以后,小导管注浆无论是对拱顶的影响还是对拱腰的影响基本相差无几。但是从图中纵坐标的数值可以看出,小导管注浆对拱顶的影响远大于对拱腰的影响。
4.2 位移模拟分析
在数值模拟时,对不同角度下小导管注浆时隧道的拱顶和拱腰都布设了相应监测点,从各监测点位移可分析出小导管布置范围对隧道围岩的影响,如图9所示。
图9 监测点位移
可见,超前小导管注浆在120°以前变化幅度比较大,也没有相应的规律,而当小导管布置范围超过120°时,监测点的位移变化幅度在逐步的减小,且都在容许范围之内,同时从图中可以清晰的看到,小导管分布范围对拱顶的影响要大于对拱腰的影响,从而和应力的分析结果时一致的。根据本模型模拟结果,并考虑到小导管的施工方便和经济因素,小导管合理的环向布置范围是:沿拱顶环向120°。
< >结论