雅康高速公路二郎山隧道地應(yīng)力特征與圍巖分級(jí)研究.pdf

1、地應(yīng)力會(huì)對(duì)隧道設(shè)計(jì)與施工造成重大的影響，它受到了區(qū)域內(nèi)地形與地質(zhì)構(gòu)造等多種因素作用?，F(xiàn)階段，利用鉆孔進(jìn)行地應(yīng)力實(shí)測(cè)是最為有效的地應(yīng)力場(chǎng)獲取手段。但受到地形、技術(shù)及資金的制約，大范圍的地應(yīng)力鉆孔實(shí)測(cè)并不現(xiàn)實(shí)。因此，可以通過(guò)計(jì)算機(jī)反演計(jì)算的方式獲得區(qū)域的地應(yīng)力。另一方面，相關(guān)數(shù)據(jù)表明，目前常用的圍巖分級(jí)方法對(duì)于復(fù)雜地質(zhì)條件下的深埋特長(zhǎng)隧道適應(yīng)性較差，不利于指導(dǎo)隧道施工與支護(hù)。因此建立了一種適用于復(fù)雜地質(zhì)條件下的圍巖分級(jí)判定方法，具有相當(dāng)?shù)囊?/p>

2、義。本文以雅康高速公路二郎山隧道為例，取得的研究成果如下:
　　1.分析了二郎山隧道區(qū)域的工程地質(zhì)環(huán)境。二郎山隧道在地理上處于四川盆地與青藏高原交匯的中～高山區(qū)，構(gòu)造上位于我國(guó)西部著名的三大構(gòu)造體系交匯的三岔口一側(cè)。地形雄偉起伏、溝壑叢生，地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜、斷層節(jié)理發(fā)育，巖層出露較為完整。
　　2.根據(jù)CATIA與FLAC3D之間的耦合關(guān)系，編寫(xiě)了CATIA-FLAC3D接口轉(zhuǎn)換程序。以CATIA為建模平臺(tái)，建立了二郎山隧道區(qū)域

3、三維地質(zhì)模型，并利用接口程序轉(zhuǎn)換到FLAC3D中進(jìn)行分析模擬。依據(jù)彈性力學(xué)疊加原理，以6種邊界條件來(lái)模擬自重應(yīng)力與構(gòu)造應(yīng)力作用，得到計(jì)算應(yīng)力分量，并通過(guò)與實(shí)測(cè)應(yīng)力分量的回歸分析得出研究區(qū)域的地應(yīng)力場(chǎng)擬合公式。最終求得，二郎山隧道軸線最大主應(yīng)力為56.61Mpa，區(qū)域內(nèi)極高、高地應(yīng)力地區(qū)占到隧道總長(zhǎng)的58.47％。
　　3.以反演計(jì)算得到的隧道初始地應(yīng)力為基礎(chǔ)，通過(guò)地質(zhì)綜合法與強(qiáng)度應(yīng)力比法預(yù)測(cè)隧道軸線圍巖的巖爆與大變形。求得二郎山隧

4、道不發(fā)生巖爆的區(qū)域占隧道總長(zhǎng)的79.7％，發(fā)生巖爆的區(qū)域以輕微巖爆為主，局部存在中等及強(qiáng)烈?guī)r爆。不發(fā)生大變形的區(qū)域占到隧道總長(zhǎng)的91.4％，發(fā)生大變形區(qū)域僅僅占到8.6％，且多為輕微大變形，少數(shù)局部地區(qū)中等～強(qiáng)烈大變形。
　　4.由于現(xiàn)階段常用BQ法不能較好的滿足復(fù)雜地質(zhì)條件下的深埋特長(zhǎng)隧道圍巖等級(jí)判定，本文在查閱國(guó)內(nèi)外多種規(guī)范的基礎(chǔ)上，參考BQ法并結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)建立了二郎山隧道施工階段的BQsg圍巖分級(jí)方法，綜合考慮了定性與定量性