淺埋軟巖隧道失穩(wěn)機(jī)理及塌方處理研究.pdf

1、本文在統(tǒng)計(jì)分析大量以往淺埋軟巖公路隧道圍巖失穩(wěn)以致發(fā)生塌方災(zāi)害的研究成果上，以遵義子尹隧道施工中發(fā)生的塌方事故為具體案例，通過采用有限差分和離散元分析方法對隧道塌方進(jìn)行計(jì)算，并對比分析兩種方法的適應(yīng)情況。著重分析了工程地質(zhì)條件、節(jié)理裂隙發(fā)育、不同埋深等因素對隧道塌方災(zāi)害的影響，從而較全面的探討出塌方產(chǎn)生的原因和機(jī)理，并根據(jù)子尹隧道塌方的原因和特點(diǎn)確定出相應(yīng)的處治方法。論文主要研究工作和成果如下:
　?、偻ㄟ^統(tǒng)計(jì)分析以往淺埋軟巖公路

2、隧道塌方案例，對隧道塌方災(zāi)害類型進(jìn)行了分類，并從中歸納出塌方的一些主要影響因素與相應(yīng)的預(yù)防措施。
　?、谝宰右淼浪绞鹿蕿榫唧w案例，用有限差分方法以及離散元方法對隧道塌方進(jìn)行數(shù)值模擬計(jì)算。通過計(jì)算發(fā)現(xiàn)，在拱肩45°以上方向出現(xiàn)應(yīng)力突變區(qū)域，而且該部分塑性區(qū)的面積明顯，在一定范圍內(nèi)基本形成了剪切破壞，從塑性區(qū)的貫通來看，可以認(rèn)為該處塌方已經(jīng)發(fā)生。
　?、劭紤]節(jié)理化后巖體洞項(xiàng)以上部位，巖塊沿著節(jié)理面發(fā)生了明顯的滑移張開，失穩(wěn)現(xiàn)

3、象明顯，塌方比較嚴(yán)重。由于塌方斷面處巖體破碎，裂隙發(fā)育貫通，加之過大爆破振動使軟弱結(jié)構(gòu)面強(qiáng)度大大降低，最終導(dǎo)致塌方的產(chǎn)生。坍塌形式主要以拱頂以上巖體拱形冒落為主，坍塌拱形狀已經(jīng)明顯形成，拱腰也有多處發(fā)生開裂，并引起地表下陷。根據(jù)塌方事故發(fā)生的原因和機(jī)理，提出了相應(yīng)的處治方法。
　　④對比兩種分析隧道塌方的數(shù)值方法，可以認(rèn)識到有限差分的計(jì)算能表征出圍巖塌方的初始性態(tài)，而離散元能通過巖體的漸進(jìn)破壞分析以及塊體大變形運(yùn)動循環(huán)迭代計(jì)算，能