千枚巖強(qiáng)度參數(shù)各向異性及對隧道圍巖大變形的影響
發(fā)布時間:2022-01-17 06:39
軟巖隧道大都存在圍巖變形量大且持續(xù)時間長等問題,其圍巖變形具有非常明顯的蠕變性,且蠕變性是引起軟巖大變形的重要因素。調(diào)查研究發(fā)現(xiàn),研究段不同傾角條件下的變形特征不同。因此,研究軟巖隧道圍巖蠕變各向異性特征對研究隧道圍巖大變形具有重要的意義。本論文以成蘭鐵路某隧道D5K218+090+105段(傾角45°)D5K218+935+965段(傾角70°)和D5K222+100+120段(傾角20°)為工程背景,考慮層狀軟巖蠕變各向異性特征,研究層面不同傾角情況下千枚巖強(qiáng)度參數(shù)各向異性。通過薄片鑒定、X射線衍射分析等手段對軟巖的成分進(jìn)行確定;通過單軸抗壓強(qiáng)度試驗、單軸壓縮變形試驗、直接剪切強(qiáng)度試驗等對軟巖的力學(xué)特性進(jìn)行研究;通過考慮層狀千枚巖蠕變各向異性設(shè)計蠕變試驗,對千枚巖蠕變參數(shù)各向異性及其對隧道圍巖大變形的影響進(jìn)行研究。經(jīng)總結(jié)之后可得出以下主要結(jié)論:(1)利用薄片鑒定和X射線衍射分析可知軟巖為千枚巖,礦物成分以石英為主,其次為伊利石、云母和綠泥石;且通過膨脹性試驗證明隧址區(qū)的千枚巖為非膨脹性軟巖。(2)通過單軸壓縮強(qiáng)度變形...
【文章來源】:成都理工大學(xué)四川省
【文章頁數(shù)】:118 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
D5K218+090~+105拱頂初支混凝土剝落
圖 1-1 D5K218+090~+105 拱頂初支混凝土剝落圖 1-2 D5K218+935~+965 拱腰砼開裂、剝落圖 1-3 D5K222+100~+120 拱腰初支剝落開裂圖 1-4 D5K222+100~+120 拱頂初支鋼拱架變形據(jù)統(tǒng)計,隧道所穿越的圍巖巖層傾角范圍是從 20°左右的緩傾角到 80°左右的陡傾角。結(jié)合監(jiān)測數(shù)據(jù)統(tǒng)計發(fā)現(xiàn),隧道拱頂累計沉降量普遍比拱腰累計收斂量大。但在巖層傾角約為 45°時拱頂累計沉降量 A 是拱腰收斂量 S 的 1.5~2.0 倍。而巖層傾角小于 45°和大于 45°的隧道拱頂累計沉降量 A 與拱腰收斂量 S 的比值
圖 1-3 D5K222+100~+120 拱腰初支剝落開裂圖 1-4 D5K222+100~+120 拱頂初支鋼拱架變形據(jù)統(tǒng)計,隧道所穿越的圍巖巖層傾角范圍是從 20°左右的緩傾角到 80°左右的陡傾角。結(jié)合監(jiān)測數(shù)據(jù)統(tǒng)計發(fā)現(xiàn),隧道拱頂累計沉降量普遍比拱腰累計收斂量大。但在巖層傾角約為 45°時拱頂累計沉降量 A 是拱腰收斂量 S 的 1.5~2.0 倍。而巖層傾角小于 45°和大于 45°的隧道拱頂累計沉降量 A 與拱腰收斂量 S 的比值均大于 2.0 倍,且小于 45°的比值比大于 45°的略大。因此不難發(fā)現(xiàn),在同一隧道段的不同部位,巖層產(chǎn)狀成為影響圍巖大變形的重要因素。為了確保隧道在日后長期運營過程中的經(jīng)濟(jì)與安全,本文將對隧道軟弱圍巖各向異性進(jìn)行研究,以成蘭鐵路某隧道 D5K218+090~+105 段(傾角 45°)、D5K218+935~+965 段(傾角70°)和 D5K222+100~+120 段(傾角 20°)為依托。三段巖性都主要為千枚巖、板巖、炭質(zhì)千枚巖夾砂巖、炭質(zhì)板巖,局部夾白色石英巖脈,薄層狀,弱風(fēng)化,巖質(zhì)較軟,節(jié)理裂隙發(fā)育,板巖、炭質(zhì)板巖遇水易軟化,圍巖破碎,拱頂及掌子面掉塊,圍巖整體穩(wěn)定性差。巖層傾角分別約 20°、45°、70°。研究段的其他情況見如下研究段概況表 1-2 與剖面位置示意圖 1-5。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]片麻巖蠕變特性試驗研究[J]. 梁冰,張濤,王俊光,李剛,武鵬飛. 實驗力學(xué). 2018(03)
[2]特大斷面板巖隧道施工期圍巖變形時空效應(yīng)分析[J]. 左清軍,吳友銀,閆天璽. 防災(zāi)減災(zāi)工程學(xué)報. 2018(02)
[3]板巖各向異性三軸蠕變特性的試驗研究[J]. 路強(qiáng),孟陸波,劉天毅. 科學(xué)技術(shù)與工程. 2018(06)
[4]成蘭鐵路云屯堡隧道軟巖大變形特征及地質(zhì)成因分析[J]. 陳桂虎,韓愛果,陳錦濤. 鐵道建筑. 2017(10)
[5]不同圍壓作用下砂巖蠕變特性及非線性黏彈塑性模型研究[J]. 劉東燕,謝林杰,庹曉峰,龍麗潔. 巖石力學(xué)與工程學(xué)報. 2017(S2)
[6]Hoek-Brown準(zhǔn)則在巖石強(qiáng)度各向異性評價中的應(yīng)用[J]. 周廣照,彭云暉,許思勇,冉曉軍,李平. 地質(zhì)科技情報. 2017(02)
[7]考慮含水率的紅層泥巖蠕變特性及改進(jìn)伯格斯模型[J]. 巨能攀,黃海峰,鄭達(dá),周新,張成強(qiáng). 巖土力學(xué). 2016(S2)
[8]考慮時空效應(yīng)的隧道圍巖變形分析[J]. 何棟梁,成彥惠,方建勤,柳群義. 公路交通科技. 2016(07)
[9]考慮各向異性特征的三維巖體結(jié)構(gòu)面峰值剪切強(qiáng)度研究[J]. 陳世江,朱萬成,王創(chuàng)業(yè),王超,郭靈飛. 巖石力學(xué)與工程學(xué)報. 2016(10)
[10]山嶺隧道洞口段圍巖變形特征分析[J]. 侯俊敏,董輝. 地下空間與工程學(xué)報. 2014(04)
博士論文
[1]秦嶺變質(zhì)巖區(qū)巖體結(jié)構(gòu)特征及公路邊坡穩(wěn)定性研究[D]. 賀匯文.長安大學(xué) 2009
[2]中國大陸淺層地殼地應(yīng)力場分布規(guī)律及工程擾動特征研究[D]. 景鋒.中國科學(xué)院研究生院(武漢巖土力學(xué)研究所) 2009
[3]巖體流變特性的試驗研究及模型參數(shù)辨識[D]. 丁秀麗.中國科學(xué)院研究生院(武漢巖土力學(xué)研究所) 2005
[4]巖石流變的本構(gòu)模型及其智能辨識研究[D]. 陳沅江.中南大學(xué) 2003
[5]高地應(yīng)力區(qū)結(jié)構(gòu)性流變圍巖穩(wěn)定性研究[D]. 劉高.成都理工大學(xué) 2002
碩士論文
[1]高地應(yīng)力軟巖隧道超前導(dǎo)洞法施工圍巖變形預(yù)釋放規(guī)律研究[D]. 郭小雄.中國鐵道科學(xué)研究院 2011
[2]層狀軟巖流變參數(shù)各向異性特征及其對隧洞圍巖穩(wěn)定性的影響研究[D]. 賈欣媛.成都理工大學(xué) 2011
[3]烏鞘嶺特長隧道F7斷層擠壓大變形控制技術(shù)[D]. 項志敏.西南交通大學(xué) 2006
[4]高地應(yīng)力圍巖擠壓性大變形分析及數(shù)值模擬[D]. 鄢建華.南京水利科學(xué)研究院 2004
本文編號:3594238
【文章來源】:成都理工大學(xué)四川省
【文章頁數(shù)】:118 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
D5K218+090~+105拱頂初支混凝土剝落
圖 1-1 D5K218+090~+105 拱頂初支混凝土剝落圖 1-2 D5K218+935~+965 拱腰砼開裂、剝落圖 1-3 D5K222+100~+120 拱腰初支剝落開裂圖 1-4 D5K222+100~+120 拱頂初支鋼拱架變形據(jù)統(tǒng)計,隧道所穿越的圍巖巖層傾角范圍是從 20°左右的緩傾角到 80°左右的陡傾角。結(jié)合監(jiān)測數(shù)據(jù)統(tǒng)計發(fā)現(xiàn),隧道拱頂累計沉降量普遍比拱腰累計收斂量大。但在巖層傾角約為 45°時拱頂累計沉降量 A 是拱腰收斂量 S 的 1.5~2.0 倍。而巖層傾角小于 45°和大于 45°的隧道拱頂累計沉降量 A 與拱腰收斂量 S 的比值
圖 1-3 D5K222+100~+120 拱腰初支剝落開裂圖 1-4 D5K222+100~+120 拱頂初支鋼拱架變形據(jù)統(tǒng)計,隧道所穿越的圍巖巖層傾角范圍是從 20°左右的緩傾角到 80°左右的陡傾角。結(jié)合監(jiān)測數(shù)據(jù)統(tǒng)計發(fā)現(xiàn),隧道拱頂累計沉降量普遍比拱腰累計收斂量大。但在巖層傾角約為 45°時拱頂累計沉降量 A 是拱腰收斂量 S 的 1.5~2.0 倍。而巖層傾角小于 45°和大于 45°的隧道拱頂累計沉降量 A 與拱腰收斂量 S 的比值均大于 2.0 倍,且小于 45°的比值比大于 45°的略大。因此不難發(fā)現(xiàn),在同一隧道段的不同部位,巖層產(chǎn)狀成為影響圍巖大變形的重要因素。為了確保隧道在日后長期運營過程中的經(jīng)濟(jì)與安全,本文將對隧道軟弱圍巖各向異性進(jìn)行研究,以成蘭鐵路某隧道 D5K218+090~+105 段(傾角 45°)、D5K218+935~+965 段(傾角70°)和 D5K222+100~+120 段(傾角 20°)為依托。三段巖性都主要為千枚巖、板巖、炭質(zhì)千枚巖夾砂巖、炭質(zhì)板巖,局部夾白色石英巖脈,薄層狀,弱風(fēng)化,巖質(zhì)較軟,節(jié)理裂隙發(fā)育,板巖、炭質(zhì)板巖遇水易軟化,圍巖破碎,拱頂及掌子面掉塊,圍巖整體穩(wěn)定性差。巖層傾角分別約 20°、45°、70°。研究段的其他情況見如下研究段概況表 1-2 與剖面位置示意圖 1-5。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]片麻巖蠕變特性試驗研究[J]. 梁冰,張濤,王俊光,李剛,武鵬飛. 實驗力學(xué). 2018(03)
[2]特大斷面板巖隧道施工期圍巖變形時空效應(yīng)分析[J]. 左清軍,吳友銀,閆天璽. 防災(zāi)減災(zāi)工程學(xué)報. 2018(02)
[3]板巖各向異性三軸蠕變特性的試驗研究[J]. 路強(qiáng),孟陸波,劉天毅. 科學(xué)技術(shù)與工程. 2018(06)
[4]成蘭鐵路云屯堡隧道軟巖大變形特征及地質(zhì)成因分析[J]. 陳桂虎,韓愛果,陳錦濤. 鐵道建筑. 2017(10)
[5]不同圍壓作用下砂巖蠕變特性及非線性黏彈塑性模型研究[J]. 劉東燕,謝林杰,庹曉峰,龍麗潔. 巖石力學(xué)與工程學(xué)報. 2017(S2)
[6]Hoek-Brown準(zhǔn)則在巖石強(qiáng)度各向異性評價中的應(yīng)用[J]. 周廣照,彭云暉,許思勇,冉曉軍,李平. 地質(zhì)科技情報. 2017(02)
[7]考慮含水率的紅層泥巖蠕變特性及改進(jìn)伯格斯模型[J]. 巨能攀,黃海峰,鄭達(dá),周新,張成強(qiáng). 巖土力學(xué). 2016(S2)
[8]考慮時空效應(yīng)的隧道圍巖變形分析[J]. 何棟梁,成彥惠,方建勤,柳群義. 公路交通科技. 2016(07)
[9]考慮各向異性特征的三維巖體結(jié)構(gòu)面峰值剪切強(qiáng)度研究[J]. 陳世江,朱萬成,王創(chuàng)業(yè),王超,郭靈飛. 巖石力學(xué)與工程學(xué)報. 2016(10)
[10]山嶺隧道洞口段圍巖變形特征分析[J]. 侯俊敏,董輝. 地下空間與工程學(xué)報. 2014(04)
博士論文
[1]秦嶺變質(zhì)巖區(qū)巖體結(jié)構(gòu)特征及公路邊坡穩(wěn)定性研究[D]. 賀匯文.長安大學(xué) 2009
[2]中國大陸淺層地殼地應(yīng)力場分布規(guī)律及工程擾動特征研究[D]. 景鋒.中國科學(xué)院研究生院(武漢巖土力學(xué)研究所) 2009
[3]巖體流變特性的試驗研究及模型參數(shù)辨識[D]. 丁秀麗.中國科學(xué)院研究生院(武漢巖土力學(xué)研究所) 2005
[4]巖石流變的本構(gòu)模型及其智能辨識研究[D]. 陳沅江.中南大學(xué) 2003
[5]高地應(yīng)力區(qū)結(jié)構(gòu)性流變圍巖穩(wěn)定性研究[D]. 劉高.成都理工大學(xué) 2002
碩士論文
[1]高地應(yīng)力軟巖隧道超前導(dǎo)洞法施工圍巖變形預(yù)釋放規(guī)律研究[D]. 郭小雄.中國鐵道科學(xué)研究院 2011
[2]層狀軟巖流變參數(shù)各向異性特征及其對隧洞圍巖穩(wěn)定性的影響研究[D]. 賈欣媛.成都理工大學(xué) 2011
[3]烏鞘嶺特長隧道F7斷層擠壓大變形控制技術(shù)[D]. 項志敏.西南交通大學(xué) 2006
[4]高地應(yīng)力圍巖擠壓性大變形分析及數(shù)值模擬[D]. 鄢建華.南京水利科學(xué)研究院 2004
本文編號:3594238
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