緩傾地層隧道開挖的圍巖松動形態(tài)與測試方法研究.pdf

1、某緩傾、薄層泥頁巖互層隧道在施工過程中易出現(xiàn)底板開裂等嚴(yán)重變形破壞情況，需要確定圍巖松動圈的范圍以進行有效的錨固支護設(shè)計。但由于地層緩傾且具有薄層弱結(jié)構(gòu)體，其松動圈和塑性區(qū)的形態(tài)、范圍與均質(zhì)圍巖有很大差別。目前對于此類非均質(zhì)各向異性圍巖的測試與研究工作偏少，因此有必要對此類圍巖進行現(xiàn)場測試并做進一步的研究。
　　現(xiàn)場采用聲波法以及鉆孔彈性模量法分別對緩傾、薄層泥頁巖互層隧道和均質(zhì)圍巖隧道進行松動圈測試，但兩種方法的測試結(jié)果出入較大

2、。通過數(shù)值模擬計算來驗證聲波法與鉆孔彈性模量法在這兩類圍巖松動圈測試中的可靠性，并研究了均質(zhì)圍巖和緩傾、薄層泥頁巖互層圍巖的松動圈形態(tài)特征，以及原地應(yīng)力因素的影響。
　　在緩傾、薄層泥頁巖互層案例中，通過數(shù)值模擬計算得到的圍巖松動圈范圍與鉆孔彈性模量法測得的結(jié)果大致相同，而與聲波法的結(jié)果相差甚遠(yuǎn)。通過分析可以得出:鉆孔彈性模量法在本案例的圍巖松動圈測試中較為可靠，聲波法的測試結(jié)果誤差較大。
　　通過現(xiàn)場實測結(jié)果以及數(shù)值模擬計

3、算結(jié)果得知:緩傾、薄層泥頁巖隧道的松動圈沿垂直于層理方向?qū)ΨQ分布，呈現(xiàn)明顯的在斷面周邊沿地層長條狀分布的特點。由于地層緩傾且有軟弱夾層，圍巖強度降低，變形增大，應(yīng)力與位移的主方向為垂直于層理方向，應(yīng)力集中于左拱，產(chǎn)生偏壓現(xiàn)象，造成隧道斷面左拱處的松動范圍增大。
　　最后，本文對此次緩傾、薄層泥頁巖互層隧道工程的支護提出了建議:該類型隧道圍巖的變形較大，需要采取針對性的的支護方式，應(yīng)提高支護等級，并且支護重點在于左拱與底板處，宜采用