公路隧道圍巖破壞規(guī)律研究.pdf

1、公路隧道圍巖穩(wěn)定性在隧道施工過程中至關(guān)重要，圍巖失穩(wěn)可使水電硐室、交通隧道、礦山巷道等遭受破壞，損壞生產(chǎn)設(shè)備，威脅工程人員的人身安全，因此開展圍巖穩(wěn)定性研究，對地下空間的有效合理開發(fā)、施工優(yōu)化和確保工程順利進(jìn)行，均有十分重要的意義。
　　 本文以秦嶺終南山公路隧道為依托工程，隧道埋深大(800.0m)，線路長(18.02×2km)，地質(zhì)條件復(fù)雜，地層巖性主要為混合片麻巖，脆性大，且處在高地應(yīng)力水平，易發(fā)生巖爆動(dòng)力災(zāi)害，且易產(chǎn)生分

2、區(qū)破裂化現(xiàn)象。
　　 本文從國內(nèi)外對深部的定義和高地應(yīng)力下深部巖體力學(xué)特性研究現(xiàn)狀入手，引出巖爆和分區(qū)破裂化兩種特征科學(xué)現(xiàn)象，結(jié)合終南山隧道工程實(shí)例，從巖石MTS-AE 試驗(yàn)、現(xiàn)場聲發(fā)射與鉆孔窺視監(jiān)測試驗(yàn)和三維數(shù)值模擬(FLAC3D)三個(gè)方面對巖爆問題進(jìn)行研究，探索出了深部巖爆孕育的“時(shí)間-空間-強(qiáng)度”規(guī)律和深埋隧道圍巖的分區(qū)破裂化現(xiàn)象。本文并對圓形隧道應(yīng)力重分布進(jìn)行分析，得出隧道頂部和底部易出現(xiàn)應(yīng)力集中現(xiàn)象，滿足發(fā)生巖爆的兩個(gè)

3、條件：①巖體內(nèi)儲(chǔ)備有足夠的彈性應(yīng)變能；②引起破壞的應(yīng)力集中。
　　 采用聲發(fā)射(Acoustic Emission，AE)預(yù)報(bào)技術(shù)進(jìn)行了綜合預(yù)測和分析，得出巖爆發(fā)生時(shí)的聲發(fā)射特征與動(dòng)態(tài)演化規(guī)律。利用FLAC3D 數(shù)值分析軟件進(jìn)行數(shù)值模擬分析得出，在風(fēng)道施工過程中，距離主隧道越近的位置，附近巖體受到的擾動(dòng)就越大，擾動(dòng)范圍與原先隧道施工過程擾動(dòng)范圍重合，并繼續(xù)向巖體深處延伸，風(fēng)道頂部下沉較大。巖爆是一種能量的釋放，既有漸變過程，也有