【摘要】：隨著我國(guó)交通事業(yè)的發(fā)展,巖土工程的建設(shè)規(guī)模和范圍不斷擴(kuò)大,遇到了性質(zhì)介于土和巖石兩者之間的巖土體。國(guó)內(nèi)最近修建的桃樹(shù)坪隧道、胡麻嶺隧道、中條山隧道等都穿越第三系地層,第三系地層的性質(zhì)介于土和巖石之間,膠結(jié)較弱、遇水軟化,圍巖具有自穩(wěn)時(shí)間短、變形大、流變特征明顯的特點(diǎn),會(huì)給工程帶來(lái)很大的風(fēng)險(xiǎn),因此研究第三系地層十分有意義。本文以蒙華鐵路中條山隧道工程為依托,針對(duì)第三系泥巖的蠕變特性及其對(duì)隧道長(zhǎng)期穩(wěn)定性的影響問(wèn)題,通過(guò)室內(nèi)試驗(yàn)、理論分析、數(shù)值模擬等方法進(jìn)行研究,進(jìn)行了第三系泥巖的物理力學(xué)性質(zhì)試驗(yàn)、單軸蠕變?cè)囼?yàn),研究了第三系泥巖的蠕變特性,獲得了第三系泥巖的基本物理力學(xué)參數(shù)和蠕變本構(gòu)模型參數(shù)。通過(guò)解析計(jì)算分析了中條山隧道的粘彈性解析解,采用FLAC3D數(shù)值模擬分析了流變對(duì)隧道圍巖長(zhǎng)期穩(wěn)定性的影響,計(jì)算了不同工況下的變形和安全系數(shù)。取得的主要結(jié)論和成果如下:(1)第三系泥巖在自然狀態(tài)下的單軸強(qiáng)度離散性較大,飽和狀態(tài)下的單軸強(qiáng)度離散性較小,且軟化效果明顯。(2)應(yīng)力水平較低時(shí),泥巖的蠕變?yōu)榉�(wěn)態(tài)蠕變;應(yīng)力水平較高時(shí),泥巖的蠕變屬于非穩(wěn)態(tài)蠕變,并最終導(dǎo)致破壞。穩(wěn)態(tài)蠕變速率和應(yīng)力水平兩者取對(duì)數(shù)后呈線性關(guān)系。結(jié)合等時(shí)曲線和平均蠕變速率曲線,確定了長(zhǎng)期強(qiáng)度范圍。除加速蠕變階段外,對(duì)蠕變曲線用Burgers模型進(jìn)行擬合,效果良好。(3)根據(jù)解析計(jì)算,圍巖與支護(hù)結(jié)構(gòu)的相互作用力隨著時(shí)間的增加不斷增大,增速逐漸變小,但應(yīng)力到100年時(shí)尚未穩(wěn)定。安全系數(shù)隨時(shí)間增加不斷減小,但100年后仍有一定的安全儲(chǔ)備。(4)利用FLAC3D分析隧道長(zhǎng)期穩(wěn)定性,分析隧道圍巖和襯砌的應(yīng)力和變形,進(jìn)行蠕變計(jì)算100年后,仍有較大安全儲(chǔ)備,滿足隧道使用要求。對(duì)比下埋深100m和70m的工況,隧道埋深對(duì)于襯砌的豎直方向變形影響較大,對(duì)水平收斂變形影響相對(duì)較小。(5)第三系泥巖遇水軟化,流變效應(yīng)更加明顯。因此,在遇到飽和狀態(tài)或含水率較高的第三系泥巖時(shí),需要注意隔水,加強(qiáng)支護(hù)。
【圖文】：

圖１－１研宄技術(shù)路線圖逡逑Ｆｉｇ．邋１－１邋Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ邋ｒｏｕｔｅ邋ｆｏｒ邋ｔｈｅ邋ｒｅｓｅａｒｃｈ邋Ｃｏｎｔｅｎｔｓ逡逑

右線全長(zhǎng)１８４１０ｍ。隧道設(shè)計(jì)為“人”字坡，，最大縱坡為０．５１％，進(jìn)口端１４．６ｋｍ為逡逑上坡，出口端３．８ｋｍ為下坡。隧道采用三臺(tái)階七步開(kāi)挖法，中條山隧道泥巖段縱逡逑斷面簡(jiǎn)圖如圖２－１，隧道橫斷面設(shè)計(jì)圖如圖２－２。逡逑５７０ｎ逡逑－ｆ＇Ｔ逡逑ｒｆｆｗＮ邋▲邋Ｗｒｎｌ邋Ｔｆｒｆ逡逑ａ邋ｉｆＴＨｉｆ邋ｉｒｉｎｉｆｌ逡逑■乻邐Ｊ邋N．丨邐Ｊ邋！逡逑修裙二：：．邐——十：．．．’邋．’逡逑邐．邐：邐４０５ｎ邐逡逑ＤＫ６３１＋０４０邐ＤＫ６３２＋５００逡逑圖２－１中條山隧道泥巖段縱斷面簡(jiǎn)圖逡逑Ｆｉｇｕｒｅ邋２－１邋Ｚｈｏｎｇｔｉａｏｓｈａｎ邋ｔｕｎｎｅｌ邋ｍｕｄｓｔｏｎｅ邋ｐｒｏｆｉｌｅ邋ｄｉａｇｒａｍ逡逑Ｉ逡逑ｙ邋＾邐丨丨ｇ朽．３＾４卜、、．．．逡逑Ｊ邋ｎ邐ｊＭｌ逡逑４邐＼邋ｒａ；邋ｒ－￣ｄ邋S茫紓卞澹哄義希剩叔義希澹簀澹桑輳殄危輳椋裕輳椋櫻椋╁澹澹剩擔(dān)罰澹擼瘢椋眨�，邋＾辶x賢跡玻倉(cāng)刑跎剿淼籃岫廈嬪杓仆煎義希疲椋紓酰潁邋澹玻插澹茫潁錚螅簀澹螅澹悖簦

本文編號(hào)：2650923