考虑喷射混凝土龄期特性的隧道施工力学行为研究

摘要

喷射混凝土作为初期支护结构体系中的重要组成部分，其初期力学参数的时间效应对围岩变形和应力重分布具有显著影响。目前，多数的相关文献仅考虑了喷射混凝土的终值参数而忽略了其初期强度增长过程中物性指标随时间变化的影响，数值模拟结果未能充分反映隧道施工过程中初支结构的力学行为和支护效果。通过室内试验测得C25喷射混凝土在不同典型龄期条件下的力学参数，并拟合出各参数随时间演化的规律公式。采用Python脚本在有限差分软件中实现了喷射混凝土支护参数的循环赋值，重点研究Ⅳ、Ⅴ级围岩不同隧道埋深条件下，喷射混凝土龄期特性对围岩位移场、支护结构位移及应力状态的影响。数值结果表明，在深埋软弱围岩中，隧道支护结构设计应对喷射混凝土力学参数的龄期特性影响予以足够重视，同时建议在复杂工程地质条件下使用早强喷射混凝土以减小其时变性带来的不利影响。

关键词

喷射混凝土 / 龄期特性 / 初期支护 / 数值模拟