斷層破碎帶地段隧道施工力學(xué)行為研究.pdf

1、近年來,隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,交通需求的不斷激增,公路建設(shè)已經(jīng)進(jìn)入了高峰期,隧道修建數(shù)量越來越多,遇到的地質(zhì)體也越來越復(fù)雜。當(dāng)隧道穿過斷層破碎帶圍巖時(shí),由斷層破碎帶引起塌方、涌水等地質(zhì)災(zāi)害經(jīng)常會(huì)造成工期延誤、生命財(cái)產(chǎn)損失,甚至?xí)绊懙剿淼赖恼＿\(yùn)營(yíng)。因此,對(duì)斷層破碎帶地段隧道施工力學(xué)行為進(jìn)行研究具有極其重要的意義。本文結(jié)合廣西壯族自治區(qū)重點(diǎn)科技攻關(guān)項(xiàng)目《南方山區(qū)公路隧道施工安全保障與結(jié)構(gòu)長(zhǎng)期穩(wěn)定性技術(shù)研究》課題,以隧道穿過斷層破碎帶圍

2、巖為研究對(duì)象,采用統(tǒng)計(jì)分析、模型試驗(yàn)、數(shù)值模擬相結(jié)合的方法,對(duì)自重應(yīng)力場(chǎng)作用下、不同產(chǎn)狀斷層、不同開挖方法時(shí)隧道、斷層周圍的應(yīng)力應(yīng)變場(chǎng)及支護(hù)結(jié)構(gòu)的受力情況進(jìn)行了深入的研究。論文主要工作內(nèi)容如下:
　　1.通過文獻(xiàn)查閱及現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研,統(tǒng)計(jì)分析了大量公路、鐵路隧道和水工隧洞由斷層破碎帶引起塌方的工程實(shí)例,總結(jié)了斷層破碎帶地段隧道圍巖破壞機(jī)理。
　　2.基于統(tǒng)計(jì)分析,設(shè)計(jì)了模型試驗(yàn)方案,選用以幾何相似比(CL=30)和容重相似比(Cr

3、=1)為基礎(chǔ)相似比,實(shí)現(xiàn)在彈性范圍內(nèi)控制各物理力學(xué)參數(shù)的全相似性,進(jìn)而開展相似材料配比試驗(yàn),制作隧道模型,對(duì)自重應(yīng)力場(chǎng)作用下,不同產(chǎn)狀斷層、不同開挖方法時(shí)隧道圍巖的應(yīng)力、應(yīng)變場(chǎng)及支護(hù)結(jié)構(gòu)的受力情況進(jìn)行了研究,歸納了不同產(chǎn)狀斷層時(shí)圍巖應(yīng)力、位移及襯砌應(yīng)力的變化規(guī)律。
　　3.結(jié)合室內(nèi)試驗(yàn)數(shù)據(jù),采用有限元分析軟件ANSYS進(jìn)行三維數(shù)值模擬,作為對(duì)模型試驗(yàn)的補(bǔ)充,并將模型試驗(yàn)結(jié)果與數(shù)值分析結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析,得出了隧道在開挖過程中圍巖力學(xué)