斷層破碎帶地段隧道施工力學行為研究.pdf

1、近年來,隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展,交通需求的不斷激增,公路建設已經(jīng)進入了高峰期,隧道修建數(shù)量越來越多,遇到的地質體也越來越復雜。當隧道穿過斷層破碎帶圍巖時,由斷層破碎帶引起塌方、涌水等地質災害經(jīng)常會造成工期延誤、生命財產損失,甚至會影響到隧道的正常運營。因此,對斷層破碎帶地段隧道施工力學行為進行研究具有極其重要的意義。本文結合廣西壯族自治區(qū)重點科技攻關項目《南方山區(qū)公路隧道施工安全保障與結構長期穩(wěn)定性技術研究》課題,以隧道穿過斷層破碎帶圍

2、巖為研究對象,采用統(tǒng)計分析、模型試驗、數(shù)值模擬相結合的方法,對自重應力場作用下、不同產狀斷層、不同開挖方法時隧道、斷層周圍的應力應變場及支護結構的受力情況進行了深入的研究。論文主要工作內容如下:
　　1.通過文獻查閱及現(xiàn)場調研,統(tǒng)計分析了大量公路、鐵路隧道和水工隧洞由斷層破碎帶引起塌方的工程實例,總結了斷層破碎帶地段隧道圍巖破壞機理。
　　2.基于統(tǒng)計分析,設計了模型試驗方案,選用以幾何相似比(CL=30)和容重相似比(Cr

3、=1)為基礎相似比,實現(xiàn)在彈性范圍內控制各物理力學參數(shù)的全相似性,進而開展相似材料配比試驗,制作隧道模型,對自重應力場作用下,不同產狀斷層、不同開挖方法時隧道圍巖的應力、應變場及支護結構的受力情況進行了研究,歸納了不同產狀斷層時圍巖應力、位移及襯砌應力的變化規(guī)律。
　　3.結合室內試驗數(shù)據(jù),采用有限元分析軟件ANSYS進行三維數(shù)值模擬,作為對模型試驗的補充,并將模型試驗結果與數(shù)值分析結果進行對比分析,得出了隧道在開挖過程中圍巖力學