【學(xué)員問題】現(xiàn)代支護結(jié)構(gòu)原理？

　　【解答】1.現(xiàn)代支護結(jié)構(gòu)原理是建立在圍巖與支護共同作用的基礎(chǔ)上，即把圍巖與支護看成是由兩種材料組成的復(fù)合體。按一般結(jié)構(gòu)觀點，亦即把圍巖通過巖石支承環(huán)作用使之成為結(jié)構(gòu)的一部分。顯然，這完全不同于傳統(tǒng)支護結(jié)構(gòu)的觀點，傳統(tǒng)觀點認為，支護只是被動地承受已知荷載而起不到穩(wěn)定圍巖和改變圍巖壓力的作用。

　　2.充分發(fā)揮圍巖自承能力是現(xiàn)代支護結(jié)構(gòu)原理的一個基本觀點，并由此降低圍巖壓力以改善支護的受力性能。

　　發(fā)揮圍巖的自承能力，一方面不能讓圍巖進入松動狀態(tài)，以保持圍巖的自承力；另一 方面允許圍巖進入一定程度的塑性，以便圍巖自承力得以最大程度的發(fā)揮。當圍巖洞壁位移接近允許變形值Umax時，圍巖壓力就達到最小值。圍巖剛進入塑性時能發(fā)揮最大自承力這一點可由圖9.1加以說明。無論是巖石的應(yīng)力應(yīng)變曲線（圖9.1a）還是巖體節(jié)理面的摩擦力與位移的關(guān)系曲線（圖9.1b）都具有同樣的規(guī)律，即起初隨著應(yīng)變或位移的增大；巖石或巖體的強度逐漸獲得發(fā)揮，而進入塑性后，又隨著應(yīng)變或位移的增大，強度逐漸喪失�？梢�，圍巖剛進入塑性時，發(fā)揮的自承力最大。

　　按上面所述，現(xiàn)代支護結(jié)構(gòu)原理一方面要求采用快速支護、緊跟作業(yè)面支護和預(yù)先支護等手段限制圍巖進入松動；另一方面卻要求采用分次支護、柔性支護和調(diào)節(jié)仰拱施作時間等手段允許圍巖進入一定程度的塑性，以充分發(fā)揮圍巖的自承能力。

　　3.現(xiàn)代支護原理的另一個支護原則是盡量發(fā)揮支護材料本身的承載力。采用柔性薄型支護，分次支護或封閉支護，以及深入到圍巖內(nèi)部進行加固的錨桿支護，都具有充分發(fā)揮材料承載力的效用。噴層柔性大且與圍巖緊密粘結(jié)，因此噴層主要是受壓或剪切破壞，它比受撓破壞的傳統(tǒng)支護更能發(fā)揮混凝土的承載能力。我國鐵道科學(xué)院曾進行過模擬試驗，表明雙層混凝土支護比同厚度單層支護承載力高，一般能提高20%—30%.所以分次噴層方法，也能起到提高承載力的作用。

　　4.根據(jù)地下工程的特點和當前的技術(shù)水平，現(xiàn)代支護原理主張憑借現(xiàn)場監(jiān)控測試手段，指導(dǎo)設(shè)計和施工，并由此確定最佳的支護結(jié)構(gòu)形式、參數(shù)和最佳的施工方法與施工時機。因此，現(xiàn)場監(jiān)控量測和監(jiān)控設(shè)計是現(xiàn)代支護原理中的一項重要內(nèi)容。

　　5.現(xiàn)代支護原理要求按巖體的不同地質(zhì)、力學(xué)特征，選用不同的支護方式、力學(xué)模型和相應(yīng)的計算方法以及不同的施工方法。如穩(wěn)定地層、松散軟弱地層，塑性流變地層和膨脹地層都應(yīng)當分別采用不同的設(shè)計原則和施工方法。而對于作用在支護結(jié)構(gòu)上的變形地壓、松動地壓及不穩(wěn)定塊體的荷載等亦都應(yīng)當采用不同的計算方法。

　　以上內(nèi)容均根據(jù)學(xué)員實際工作中遇到的問題整理而成，供參考，如有問題請及時溝通、指正。