穿越石膏巖地層長大公路隧道穩(wěn)定性研究.pdf

1、近年來，隨著“一帶一路”戰(zhàn)略的推進(jìn)，我國高速公路建設(shè)迅速發(fā)展。高速公路的修建也逐漸從平原地區(qū)發(fā)展到山嶺地區(qū)，公路隧道成為實(shí)現(xiàn)穿山越嶺的重要方案。隨著修建的公路隧道越來越多，工程面對的地質(zhì)條件和巖土特性就越來越復(fù)雜多樣，在大長隧道的修建過程中，高地應(yīng)力、巖溶、瓦斯、軟巖大變形和膨脹性巖石等工程問題也越來越突出。本文以重慶市梁忠高速公路控制性工程—禮讓隧道工程為研究對象，通過現(xiàn)場調(diào)查、理論分析、室內(nèi)試驗(yàn)、數(shù)值模擬和現(xiàn)場監(jiān)控量測等相結(jié)合的方法

2、，開展穿越石膏巖地層隧道圍巖與支護(hù)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性研究。論文的主要研究內(nèi)容和成果如下：
　　①從禮讓隧道現(xiàn)場采集石膏巖原巖，對其展開了物理力學(xué)性質(zhì)試驗(yàn)，獲得了石膏巖的組成、天然含水率、抗拉強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度、彈性模量、粘聚力和內(nèi)摩擦角等物理力學(xué)參數(shù)，分析了石膏巖的膨脹特性及其影響因素；
　?、诓捎米赃m應(yīng)全自動巖石三軸試驗(yàn)機(jī)對石膏巖試樣進(jìn)行了加軸壓卸圍壓的三軸卸荷試驗(yàn)，獲得了石膏巖在加軸壓卸圍壓條件下的應(yīng)力—應(yīng)變曲線，分析得到石膏巖在加

3、軸壓卸圍壓條件下的力學(xué)參數(shù)、變形特征以及能量變化規(guī)律；
　?、刍谑鄮r的三軸卸荷試驗(yàn)結(jié)果，在Mohr-Coulomb本構(gòu)模型的基礎(chǔ)上，提出了能夠表征石膏巖在卸荷過程中力學(xué)行為的本構(gòu)模型，并采用FLAC3D軟件進(jìn)行了數(shù)值模擬驗(yàn)證，結(jié)果表明新的本構(gòu)模型在描述石膏巖卸荷強(qiáng)度和變形特征具有良好的適應(yīng)性；
　?、茉敿?xì)分析石膏巖巖塊的力學(xué)參數(shù)和禮讓隧道所在區(qū)域的工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件的基礎(chǔ)上，依據(jù)廣義Hoek-Brown準(zhǔn)則，獲得了石

4、膏巖巖體的力學(xué)參數(shù)；
　　⑤基于數(shù)值模擬，獲得穿越石膏巖地層的隧道施工期間圍巖變形的變化規(guī)律，并與現(xiàn)場監(jiān)控量測結(jié)果進(jìn)行了對比分析，結(jié)果表明，數(shù)值模擬能夠較好的反映隧道圍巖的變化規(guī)律；
　?、薏捎肍ALC3D軟件，對穿越石膏巖地層的隧道圍巖穩(wěn)定性的影響因素進(jìn)行分析，獲得了地質(zhì)強(qiáng)度指標(biāo)、隧道埋深、地應(yīng)力側(cè)壓系數(shù)和隧道斷面扁平率等影響因素對隧道圍巖穩(wěn)定性的影響規(guī)律；
　?、叻治龃┰绞鄮r地層隧道承受膨脹力的典型斷面，采用MI