山嶺隧道塌方機制及防災方法.pdf

1、山嶺隧道建設過程中，塌方災害頻繁發(fā)生，造成重大經濟損失和人員傷亡。隨著我國經濟的快速發(fā)展和高速公路的大力建設，投入到塌方治理的費用呈逐年增加趨勢。開展隧道塌方機制和防災方法研究具有重大現實意義。
　　 本文采用數值模擬和理論分析為主要研究手段，結合現場調查和監(jiān)控量測，研究山嶺隧道塌方機制和預防措施，探索有效預測方法.運用層次分析法，研究塌方影響因素的敏感性。開展隧道塌方范圍的壓力拱理論研究，分析不同應力場下潛在塌方范圍。探索新的

2、圍巖分級方法，建立有效的圍巖失穩(wěn)風險預警模型。研究斷層破碎帶對圍巖穩(wěn)定性的影響及塌方處治方案優(yōu)化思路，探討山嶺隧道復合式襯砌在圍巖蠕變過程中的受力規(guī)律。揭示山嶺隧道出洞口塌方機制，并提出相應處治措施?；谕蛔兝碚?，分析降雨對淺埋隧道塌方的影響。研究隧道出洞口段襯砌結構安全性的評價方法。探索隧道出洞口塌方的時空預測方法。研究取得以下主要成果和認識：
　　 (1)分析了塌方的主要影響因素，指出圍巖自身屬性及地下水對塌方的影響最大，并

3、按塌方發(fā)生部位對塌方災害進行了系統分類。
　　 (2)通過壓力拱理論研究，計算出不同應力場下的壓力拱線。指出不同地應力模式下，隧道壓力拱存在差異，壓力拱和判斷標準關系密切，從工程安全角度出發(fā)，宜以最小主應力受拉為判斷標準。
　　 (3)基于特爾菲-理想點法和集對分析理論，建立了新的圍巖分級模型，為隧道塌方風險評價提供依據。將功效系數法應用于隧道圍巖穩(wěn)定性評價中，建立了切實可行的圍巖危險性預警模型。
　　 (4)提

4、出斷層破碎帶地區(qū)隧道塌方段施工方案優(yōu)化思路?；谡硰椥杂邢拊碚摚治隽藦秃鲜揭r砌結構在圍巖蠕變過程中的受力規(guī)律，確立了斷層破碎帶圍巖流變特性明顯洞段隧道襯砌設計和施工的合理思路。
　　 (5)指出隧道出洞口塌方破壞機制為掌子面失穩(wěn)和洞頂松散介質垮落共同作用所致，出洞口應采用初期支護緊跟和超前支護。建立了降雨作用下淺埋隧道塌方的尖點突變模型，推導出圍巖為不同巖土介質組合時的松散圍巖失穩(wěn)判據。提出隧道出洞口段襯砌工作狀態(tài)的合理評價