黃土隧道環(huán)向局部濕陷的圍巖力學(xué)特性研究.pdf

1、近百年，隨著我國(guó)基礎(chǔ)建設(shè)的發(fā)展，高速及專用鐵路、公路、城市軌道交通建設(shè)項(xiàng)目日益增多，黃土地區(qū)也修建了大量的鐵路、公路等隧道工程，積累了豐富工程經(jīng)驗(yàn)的同時(shí)，也面臨著一系列亟待解決的問(wèn)題。黃土作為一種極具特色的特殊土，它的濕陷性是困擾工程建設(shè)的一個(gè)難題，并且隨著黃土含水率的增大，具有一定的突發(fā)性。在隧道建設(shè)中出現(xiàn)圍巖局部濕陷的情況會(huì)引起濕陷部位襯砌結(jié)構(gòu)的應(yīng)力集中，并附帶產(chǎn)生偏壓的現(xiàn)象，造成襯砌開(kāi)裂、起皮、掉塊、大變形等不利影響。因此，論文以

2、蒙華鐵路的隧道建設(shè)為研究對(duì)象，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研、土工試驗(yàn)、模型試驗(yàn)以及數(shù)值模擬等手段，對(duì)以上問(wèn)題展開(kāi)了相關(guān)研究，得到成果如下:
　　(1)通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研得知不良的地形地質(zhì)條件，如:發(fā)育的沖溝、土石分界等，在地下水和春冬凍融水的作用下都可能引發(fā)黃土隧道環(huán)向圍巖的局部濕陷，致使黃土強(qiáng)度降低，襯砌結(jié)構(gòu)承受荷載增加，引起隧道大變形、開(kāi)裂等現(xiàn)象;
　　(2)通過(guò)黃土的物理性質(zhì)和力學(xué)性能的測(cè)試，可知該地區(qū)新黃土的顆粒比重大，主要成分為粉砂粒，

3、內(nèi)聚力較低，在水的作用下容易變成流塑狀，結(jié)構(gòu)受到破壞，導(dǎo)致力學(xué)性能降低;
　　(3)通過(guò)數(shù)值模擬的手段，分析了黃土隧道圍巖局部濕陷引起的地層沉降變化規(guī)律，從中得知，隧道上覆土層的沉降與濕陷區(qū)域的大小和厚度成正比;
　　(4)從模型試驗(yàn)和計(jì)算結(jié)果中可以看出，拱頂局部區(qū)域黃土含水率增大濕陷過(guò)程中，影響最大的為拱頂和拱肩，其他位置受到的影響微弱，可忽略不計(jì);右側(cè)拱肩濕陷的情況，由模型試驗(yàn)和數(shù)值計(jì)算結(jié)果可知，影響最大的為右拱肩和右拱