穿越石膏巖地層長大公路隧道穩(wěn)定性研究.pdf

1、近年來，隨著“一帶一路”戰(zhàn)略的推進，我國高速公路建設(shè)迅速發(fā)展。高速公路的修建也逐漸從平原地區(qū)發(fā)展到山嶺地區(qū)，公路隧道成為實現(xiàn)穿山越嶺的重要方案。隨著修建的公路隧道越來越多，工程面對的地質(zhì)條件和巖土特性就越來越復(fù)雜多樣，在大長隧道的修建過程中，高地應(yīng)力、巖溶、瓦斯、軟巖大變形和膨脹性巖石等工程問題也越來越突出。本文以重慶市梁忠高速公路控制性工程—禮讓隧道工程為研究對象，通過現(xiàn)場調(diào)查、理論分析、室內(nèi)試驗、數(shù)值模擬和現(xiàn)場監(jiān)控量測等相結(jié)合的方法

2、，開展穿越石膏巖地層隧道圍巖與支護結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性研究。論文的主要研究內(nèi)容和成果如下：
　?、購亩Y讓隧道現(xiàn)場采集石膏巖原巖，對其展開了物理力學性質(zhì)試驗，獲得了石膏巖的組成、天然含水率、抗拉強度、抗壓強度、彈性模量、粘聚力和內(nèi)摩擦角等物理力學參數(shù)，分析了石膏巖的膨脹特性及其影響因素；
　?、诓捎米赃m應(yīng)全自動巖石三軸試驗機對石膏巖試樣進行了加軸壓卸圍壓的三軸卸荷試驗，獲得了石膏巖在加軸壓卸圍壓條件下的應(yīng)力—應(yīng)變曲線，分析得到石膏巖在加

3、軸壓卸圍壓條件下的力學參數(shù)、變形特征以及能量變化規(guī)律；
　?、刍谑鄮r的三軸卸荷試驗結(jié)果，在Mohr-Coulomb本構(gòu)模型的基礎(chǔ)上，提出了能夠表征石膏巖在卸荷過程中力學行為的本構(gòu)模型，并采用FLAC3D軟件進行了數(shù)值模擬驗證，結(jié)果表明新的本構(gòu)模型在描述石膏巖卸荷強度和變形特征具有良好的適應(yīng)性；
　　④詳細分析石膏巖巖塊的力學參數(shù)和禮讓隧道所在區(qū)域的工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件的基礎(chǔ)上，依據(jù)廣義Hoek-Brown準則，獲得了石

4、膏巖巖體的力學參數(shù)；
　　⑤基于數(shù)值模擬，獲得穿越石膏巖地層的隧道施工期間圍巖變形的變化規(guī)律，并與現(xiàn)場監(jiān)控量測結(jié)果進行了對比分析，結(jié)果表明，數(shù)值模擬能夠較好的反映隧道圍巖的變化規(guī)律；
　　⑥采用FALC3D軟件，對穿越石膏巖地層的隧道圍巖穩(wěn)定性的影響因素進行分析，獲得了地質(zhì)強度指標、隧道埋深、地應(yīng)力側(cè)壓系數(shù)和隧道斷面扁平率等影響因素對隧道圍巖穩(wěn)定性的影響規(guī)律；
　?、叻治龃┰绞鄮r地層隧道承受膨脹力的典型斷面，采用MI