隧道圍巖力學參數(shù)估計及應(yīng)用研究.pdf

1、圍巖力學參數(shù)是影響隧道工程設(shè)計、施工、安全、造價的主要因素之一和重要指標。在隧道穩(wěn)定分析中，如何相對合理地估計巖體力學參數(shù)，對于隧道工程的設(shè)計和施工，以及準確地估計隧道工程的變形和穩(wěn)定十分重要。 本文在追蹤Hoek-Brown準則利用巖塊力學參數(shù)估算巖體力學參數(shù)所采取方法的進展及各種改進措施的基礎(chǔ)上，指出Hoek創(chuàng)立的最新方法-地質(zhì)強度指標(GSI)法完全依賴定性描述和個人主觀經(jīng)驗的不足，揭示決定地質(zhì)強度指標的內(nèi)在因素是巖體結(jié)構(gòu)

2、類型，外在因素是巖石風化狀況。從巖體的宏觀和微觀特征出發(fā)，對兩個因素進行了定量化描述，以彌補GSI指標法的不足。 在巖體宏觀特征的研究基礎(chǔ)上，分別引入基于彈性波測試技術(shù)的巖體完整性系數(shù)Kv和基于巖體表面粗糙程度的粗糙度系數(shù)JRC，對巖體的結(jié)構(gòu)類型及風化程度進行定量化描述，建立了基于巖體宏觀特征GSI指標定量化表格。限于此宏觀定量化的不足，于是，在巖體微觀特征的研究基礎(chǔ)上，引入基于鉆孔巖芯不同完整長度的巖體塊度指數(shù)，以定量地表征巖

3、體結(jié)構(gòu)；分析巖石風化在化學上是原生礦物水解、淋失促使礦物蝕變而導致巖性改變的過程，依此提出表征巖石風化狀況的定量指標-巖石絕對風化指數(shù)，同時研究推出其計算方法。將巖體塊度指數(shù)、絕對風化指數(shù)在地質(zhì)強度指標的區(qū)間范圍概化表上有機結(jié)合起來，構(gòu)成了基于巖體微觀特征的GSI指標表格定量化確定方法。利用該方法估計-公路隧道圍巖的變形模量、抗拉、抗壓及抗剪強度等力學參數(shù)，并計算塌落拱高度。與實測數(shù)據(jù)對比，其最大誤差在14％左右，驗證了該方法的有效性和