本文關(guān)鍵詞：水-力耦合作用下三趾馬紅土圍巖變形特征研究

  更多相關(guān)文章： 石樓隧道 現(xiàn)場監(jiān)測 三趾馬紅土圍巖 變形特征 水-力耦合 數(shù)值模擬

【摘要】：以地下水位線以下的石樓隧道典型三趾馬紅土圍巖段為例,通過現(xiàn)場監(jiān)測對三趾馬紅土圍巖的體積含水量、孔隙水壓力、圍巖應(yīng)力(土壓力)、拱頂沉降與水平收斂進行了分析。在此基礎(chǔ)上,通過原位大剪試驗獲得了可靠的圍巖抗剪強度參數(shù),并建立了隧道三維有限元數(shù)值模型,分別對考慮水-力耦合效應(yīng)、不考慮水-力耦合效應(yīng)的三趾馬紅土圍巖變形規(guī)律進行了探討,分析了孔隙水壓力隨著隧道開挖的變化和三趾馬紅土圍巖位移場、應(yīng)力場受水-力耦合效應(yīng)的影響程度,并提出了圍巖破壞變形機制。結(jié)果表明:(1)實測拱頂下沉大于圍巖水平變形,圍巖應(yīng)力可分為增長期(20d)、調(diào)整期(20~60d)、穩(wěn)定期(60d)3個階段,且整體應(yīng)力水平較高,下臺階含水量大于上臺階,孔隙水壓力經(jīng)歷了由負變正的過程。(2)現(xiàn)場剪切試驗所測圍巖的黏聚力為64.0k Pa,內(nèi)摩擦角為27.7°。(3)數(shù)值分析表明,隧道開挖后孔隙水壓力場變化十分明顯,這是由地下水流速場的改變引起的,水力坡降在襯砌面附近最為明顯,滲透動水壓力導(dǎo)致土體產(chǎn)生一定的滲透變形;考慮水-力耦合后圍巖剪應(yīng)力、最大剪應(yīng)變、拱頂沉降、水平收斂、底板隆起均較大。(4)受開挖及支護的影響,地下水產(chǎn)生滲流并依次經(jīng)過拱頂、邊墻,最終匯集于隧底;受開挖、地下水滲流的影響,圍巖節(jié)理裂隙進一步擴張,成為地下水良好的運移通道;圍巖的有效應(yīng)力隨著孔隙水壓力的減小而增大,圍巖的力學(xué)強度在土體趨于飽和狀態(tài)時驟降,反過來,高有效應(yīng)力、低圍巖強度以及貫通性節(jié)理裂隙三者共同改變著地下水滲流場的狀態(tài)。(5)為保障圍巖整體穩(wěn)定性,建議及時排出隧道底部積水并施做仰拱。
【作者單位】： 大陸動力學(xué)國家重點實驗室西北大學(xué)地質(zhì)系;
【關(guān)鍵詞】： 石樓隧道 現(xiàn)場監(jiān)測 三趾馬紅土圍巖 變形特征 水-力耦合 數(shù)值模擬
【基金】：國家自然科學(xué)重點基金(41630639) 國家自然科學(xué)面上基金(41372269)資助
【分類號】：P642.132
【正文快照】： 0引言山西中南部重載鐵路通道是我國“十一五”期間重點工程,也是世界上第一條萬噸級重載鐵路,該工程山西段許多隧道、路基等重大工程修建于一種特殊土地層,即三趾馬紅土,其中呂梁地區(qū)的石樓隧道最為典型。作為特殊土的三趾馬紅土遇水軟化,力學(xué)性質(zhì)多變,往往造成工程事故。例

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 張云翔,薛祥煦;甘肅武都龍家溝三趾馬動物群化石的埋藏特點及該地區(qū)“三趾馬紅層”的成因[J];科學(xué)通報;1995年19期

2 鄧濤,王曉鳴;柴達木盆地晚中新世三趾馬化石[J];古脊椎動物學(xué)報;2004年04期

3 渡部真人;;中國和其他全北界三趾馬的頭骨和頭后骨骼形態(tài)比較(英文)[J];古脊椎動物學(xué)報;2011年03期

4 龐麗波;;內(nèi)蒙古高特格上新世三趾馬化石及其意義[J];古脊椎動物學(xué)報;2011年02期

5 郭建崴;;西藏吉隆盆地三趾馬化石新地點及相關(guān)的青藏高原隆升問題的修正意見(節(jié)選)[J];化石;2007年03期

6 邱占祥,謝駿義;記甘肅東鄉(xiāng)汪集的板齒犀和三趾馬化石[J];古脊椎動物學(xué)報;1998年01期

7 陳丹玲;三趾馬紅粘土的粒度組成特征及其地質(zhì)意義[J];西北地質(zhì)科學(xué);1996年02期

8 張云翔,陳丹玲,薛祥煦;陜西北部三趾馬紅粘土的形成環(huán)境[J];沉積學(xué)報;1998年04期

9 李濱;吳樹仁;石菊松;馮振;;陜西寶雞市三趾馬紅土工程地質(zhì)特性及災(zāi)害效應(yīng)[J];地質(zhì)通報;2013年12期

10 曲永新,張永雙,覃祖淼;三趾馬紅土與西北黃土高原滑坡[J];工程地質(zhì)學(xué)報;1999年03期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 周瑞光;成彬芳;曲永新;吳芝蘭;楊繼申;宋岳;劉冀山;;三趾馬紅土力學(xué)性質(zhì)實驗研究[A];第五屆全國工程地質(zhì)大會文集[C];1996年

2 曲永新;吳芝蘭;徐曉嵐;王秀蘭;劉冀山;宋岳;;引黃人晉工程的三趾馬紅土及其工程地質(zhì)特性的研究[A];第五屆全國工程地質(zhì)大會文集[C];1996年

3 肖榮久;趙強;鄧媛華;;陜西三趾馬紅土工程地質(zhì)特性初步研究[A];第四屆全國工程地質(zhì)大會論文選集（二）[C];1992年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 記者 王鋒 通訊員 才旺瑙乳;靜寧發(fā)現(xiàn)古生物化石群[N];中國國土資源報;2006年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 張子然;黃土—三趾馬紅土滑坡蠕變特性研究[D];長安大學(xué);2015年

，

本文編號：643056