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雅泸高速大相岭泥巴山隧道围岩大变形研究
| 论文题名： | 雅泸高速大相岭泥巴山隧道围岩大变形研究 |
| 关键词： | 公路隧道;围岩变形;岩体结构;高地应力;数值模拟;喷锚支护 |
| 摘要： | 对隧道在修建和运营过程中可能遇到的各种地质灾害——特别是围岩大变形进行研究，对于整个建设工程项目的顺利实施具有非常重要的意义。本文以雅安至泸沽高速公路穿越的大相岭泥巴山隧道为研究对象，运用工程地质、岩体力学、数值模拟等理论和方法，研究了深埋长大隧道发生围岩大变形的机理及其稳定性，得到了以下几点认识，并提出了治理围岩大变形的支护方案。 岩体结构和岩石物理力学特性是影响围岩大变形的主要因素。隧址区位于龙门山断裂、鲜水河断裂和康滇南北向构造带所构成的“Y”字形构造交界处，受多期次地质构造影响，断层及结构面发育。隧道穿过的几条规模较大的断层绝大多数岩体成碎裂状，隐含裂隙发育，局部呈网状，造成岩体整体完整程度低。隧址区岩石主要是流纹岩和安山岩，由于柱状节理和似层面等原生弱面较为发育，致使围岩岩体力学性能减弱，根据室内岩石力学试验，处于断层破碎带的岩体单轴抗压强度较低。位于安山岩和流纹岩接触界面处的灰凝岩属于软岩。埋深较大的断层破碎带附近的断层泥及灰凝岩，当开挖卸荷后，极易发生大变形。 高地应力是围岩产生大变形的另一重要因素。通过钻孔水压致裂法测试，隧道轴线附近的自重应力和水平构造应力均较高。利用FLAC3D软件，结合钻孔实测地应力，采用多元回归方法，对隧址区地应力反演分析。反演结果表明隧址区地应力属于高地应力状态，与实测和理论分析结果基本相符，隧道轴线附近的最大主应力在30MPa～53MPa之间，方向为N50°～60°W，与隧道轴线夹角约为78°，呈大角度关系，对隧道围岩稳定性不利。 在总结围岩大变形机理的基础上，得出该隧道围岩可能发生的大变形将主要分布在断层破碎带的V级围岩及部分IV级围岩区，其类型主要属于岩体结构控制型，变形机制有结构性流变、累进松脱扩展。 本文利用岩体力学理论和FLAC3D软件，分别计算出的隧道各断面的竖向变形量，结果表明，发生大变形的区段基本上都处于地应力较高且围岩级别为V级的断层及其影响带；但数值模拟结果较理论计算结果小。 最后，综合理论计算结果和数值模拟分析结果，参考总结前人对大变形治理的研究成果，采用喷锚支护的方法，改变围岩应力状态，提高围岩强度，防治隧道围岩产生大变形破坏；通过FLAC3D软件建模分析，有支护措施与无支护措施的数值计算结果相比，有支护措施时隧道顶部变形降低幅度达到53．4％。由此表明，对于泥巴山隧道的围岩大变形，采用喷锚支护措施进行治理，具有显著效果。 |
| 作者： | 刘中华 |
| 专业： | 岩土工程 |
| 导师： | 邓荣贵 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西南交通大学 |
| 学位年度： | 2009 |
| 正文语种： | 中文 |
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