黃土隧道環(huán)向局部濕陷的圍巖力學特性研究.pdf

1、近百年，隨著我國基礎建設的發(fā)展，高速及專用鐵路、公路、城市軌道交通建設項目日益增多，黃土地區(qū)也修建了大量的鐵路、公路等隧道工程，積累了豐富工程經(jīng)驗的同時，也面臨著一系列亟待解決的問題。黃土作為一種極具特色的特殊土，它的濕陷性是困擾工程建設的一個難題，并且隨著黃土含水率的增大，具有一定的突發(fā)性。在隧道建設中出現(xiàn)圍巖局部濕陷的情況會引起濕陷部位襯砌結(jié)構(gòu)的應力集中，并附帶產(chǎn)生偏壓的現(xiàn)象，造成襯砌開裂、起皮、掉塊、大變形等不利影響。因此，論文以

2、蒙華鐵路的隧道建設為研究對象，通過現(xiàn)場調(diào)研、土工試驗、模型試驗以及數(shù)值模擬等手段，對以上問題展開了相關(guān)研究，得到成果如下:
　　(1)通過現(xiàn)場調(diào)研得知不良的地形地質(zhì)條件，如:發(fā)育的沖溝、土石分界等，在地下水和春冬凍融水的作用下都可能引發(fā)黃土隧道環(huán)向圍巖的局部濕陷，致使黃土強度降低，襯砌結(jié)構(gòu)承受荷載增加，引起隧道大變形、開裂等現(xiàn)象;
　　(2)通過黃土的物理性質(zhì)和力學性能的測試，可知該地區(qū)新黃土的顆粒比重大，主要成分為粉砂粒，

3、內(nèi)聚力較低，在水的作用下容易變成流塑狀，結(jié)構(gòu)受到破壞，導致力學性能降低;
　　(3)通過數(shù)值模擬的手段，分析了黃土隧道圍巖局部濕陷引起的地層沉降變化規(guī)律，從中得知，隧道上覆土層的沉降與濕陷區(qū)域的大小和厚度成正比;
　　(4)從模型試驗和計算結(jié)果中可以看出，拱頂局部區(qū)域黃土含水率增大濕陷過程中，影響最大的為拱頂和拱肩，其他位置受到的影響微弱，可忽略不計;右側(cè)拱肩濕陷的情況，由模型試驗和數(shù)值計算結(jié)果可知，影響最大的為右拱肩和右拱