【學員問題】現代支護結構原理？

　　【解答】1.現代支護結構原理是建立在圍巖與支護共同作用的基礎上，即把圍巖與支護看成是由兩種材料組成的復合體。按一般結構觀點，亦即把圍巖通過巖石支承環(huán)作用使之成為結構的一部分。顯然，這完全不同于傳統支護結構的觀點，傳統觀點認為，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代支護結構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。無論是巖石的應力應變曲線（圖9.1a）還是巖體節(jié)理面的摩擦力與位移的關系曲線（圖9.1b）都具有同樣的規(guī)律，即起初隨著應變或位移的增大；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，現代支護結構原理一方面要求采用快速支護、緊跟作業(yè)面支護和預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，因此噴層主要是受壓或剪切破壞，它比受撓破壞的傳統支護更能發(fā)揮混凝土的承載能力。我國鐵道科學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.根據地下工程的特點和當前的技術水平，現代支護原理主張憑借現場監(jiān)控測試手段，指導設計和施工，并由此確定最佳的支護結構形式、參數和最佳的施工方法與施工時機。因此，現場監(jiān)控量測和監(jiān)控設計是現代支護原理中的一項重要內容。

　　5.現代支護原理要求按巖體的不同地質、力學特征，選用不同的支護方式、力學模型和相應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當分別采用不同的設計原則和施工方法。而對于作用在支護結構上的變形地壓、松動地壓及不穩(wěn)定塊體的荷載等亦都應當采用不同的計算方法。

　　以上內容均根據學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。