膨脹性土質(zhì)隧道變形破壞模式與防治對策研究.pdf

1、近些年，隨著我國交通結(jié)構(gòu)及基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的快速發(fā)展，公路、鐵路及海底隧道的修建越來越多。膨脹性土是影響道路及其它構(gòu)造物修建的一種特殊性土，但由于膨脹性土質(zhì)隧道往往跨度大、失穩(wěn)破壞搶救難度大、維護(hù)費(fèi)用高、社會影響惡劣，在設(shè)計、施工中仍存在一定的問題。本文以某膨脹性土質(zhì)隧道作為工程背景，針對膨脹性土質(zhì)隧道建設(shè)期圍巖變形、土體大體積塌方及變形防治等問題，采用了室內(nèi)試驗(yàn)、數(shù)值模擬和工程應(yīng)用相結(jié)合的方法展開了研究工作。
　　 1、通過對某隧

2、道膨脹性土層的物理力學(xué)性質(zhì)及脹縮特性進(jìn)行試驗(yàn)研究，揭示了該隧道膨脹性土層的含水率、干密度、結(jié)構(gòu)特征、孔隙比、液塑性指數(shù)、抗剪強(qiáng)度、化學(xué)成分及膨脹性能等的變化規(guī)律，提出了膨脹性能判定的綜合辦法。
　　 2、通過對膨脹性土質(zhì)隧道建設(shè)期出現(xiàn)變形破壞的典型特征、主要類型及危害影響進(jìn)行總結(jié)，為后續(xù)膨脹性土質(zhì)隧道的安全施工提供指導(dǎo)性幫助。
　　 3、通過結(jié)合隧道洞內(nèi)變形破壞誘發(fā)大體積塌方過程襯砌結(jié)構(gòu)與圍巖的變形特征，從支護(hù)強(qiáng)度因素及

3、地質(zhì)因素分析，指出發(fā)生變形破壞的產(chǎn)生機(jī)理，即:膨脹性土質(zhì)隧道建設(shè)期變形破壞是因邊坡滑移而對隧道產(chǎn)生的額外荷載，附加在支護(hù)結(jié)構(gòu)上，使得鋼拱架屈曲變形。
　　 4、在室內(nèi)試驗(yàn)基礎(chǔ)上，開展了膨脹性土質(zhì)隧道變形演化的模擬試驗(yàn)研究。采用離散元軟件UDEC對洞室變形演化過程進(jìn)行了數(shù)值模擬，模擬結(jié)果和現(xiàn)場情況基本一致;綜合試驗(yàn)現(xiàn)象和模擬分析結(jié)果提出了洞室施工的相應(yīng)建議。
　　 5、提出了鐵路土質(zhì)隧道圍巖級別劃分的亞級細(xì)化標(biāo)準(zhǔn)，并根據(jù)二