不同岩层倾角深埋硬岩隧道围岩开挖变形研究

发布时间：2021-06-26 01:15

　　研究目的:深埋硬岩顺层构造由于其分层特性和结构形式的特点决定了在这样的地质环境中开挖隧道,其围岩受力之后的变形和破坏具有一定的特殊性。本文以拟建某高铁黄草隧道为例,就深埋隧道顺层硬岩组合围岩在不同岩层倾角下的开挖损伤变形开展数值模拟分析评价,主要研究不同岩层倾角下的隧道围岩变形、围岩屈服渐进性及稳定性,并给出强度折减至极限状态时硬岩组合隧道围岩的变形破坏模式。研究结论:（1）随着岩层倾角的增大,顺层硬岩组合隧道主变形从岩层弯曲变形逐渐向顺层滑移变形转变,倾角增大至一定程度时（> 75°）,垂直层面局部位移相对较大,在滑移变形为主的基础上弯曲变形程度加大;（2）硬岩组合的开挖引起洞室周边一定范围内的围岩发生屈服,岩层倾角变化导致围岩屈服区范围大小发生改变,倾角为30°时屈服范围最大,以此为界减小或增大倾角,屈服区均表现为不同程度的减小趋势;（3）岩层倾角存在界限值,硬岩组合黄草隧道为40°,小于或大于该值稳定安全系数均减小,10°～75°区间内稳定安全系数变化幅度最高达17%;（4）强度折减条件下,围岩破坏模式略有变化,表现为:倾角≤30°时,垂直于层面方向的位移量和破坏范围大,围... 

【文章来源】：铁道工程学报. 2020,37(07)北大核心EI

【文章页数】：8 页

【部分图文】：

黄草隧道开挖变形云图

泥盆系下统翠峰山组(D1c):砂岩夹页岩，灰、灰白、灰绿、灰黑、褐黄色细粒石英砂岩、粉砂岩夹含铁砂岩及页岩，底部为紫红色砾岩;薄～中厚层状，砂岩钙质胶结，质硬，页岩泥质胶结，质较软。强风化带(W3)岩体较破碎，呈碎块状，厚5～15 m，属Ⅳ级软石，以下为弱风化带(W2)，属Ⅴ级次坚石。与下伏志留系上统(S3)呈平行不整合接触。图2 黄草隧道区域地质构造

图1 黄草隧道分布及地貌图志留系上统莱地湾组(S3z):页岩、泥岩夹砂岩，紫红、灰绿色页岩、粉砂质页岩夹泥岩、粉砂岩，中厚层～厚层状，以钙质胶结为主，部分泥质胶结，岩质较软，易风化剥落。强风化带(W3)厚5～15 m，属Ⅳ级软石;以下为弱风化带(W2)，属Ⅳ级软石。与下伏中志留系(S2)地层呈整合接触。


本文编号：3250330