富水花崗巖蝕變帶隧道大變形機(jī)理及控制技術(shù)研究.pdf

1、富水花崗巖蝕變帶是嶺南地區(qū)較為常見的一類特殊地質(zhì)體，因其分布復(fù)雜，富含地下水，力學(xué)性質(zhì)特殊，隧道工程通過其分布區(qū)時，往往會發(fā)生難以控制的圍巖大變形以及涌水突泥等工程病害。論文以新建洛湛鐵路兩處典型工點為例，綜合運(yùn)用現(xiàn)場調(diào)查、室內(nèi)試驗、理論分析、數(shù)值計算和模型試驗等手段，對富水花崗巖蝕變帶隧道大變形機(jī)理及其施工控制等相關(guān)問題進(jìn)行了全面深入的探討。
　　(1)通過調(diào)查分析，總結(jié)了花崗巖蝕變帶的時空分布特征和典型工點工程地質(zhì)條件;開展了

2、相關(guān)試驗，分析了蝕變巖的礦物成分、物理力學(xué)性質(zhì)，得到了蝕變巖的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系，掌握了蝕變巖的變形特征;最終得到富水花崗巖蝕變帶隧道圍巖工程地質(zhì)特征，為進(jìn)一步變形機(jī)理分析奠定了基礎(chǔ)。
　　(2)通過施工變形反演和力學(xué)參數(shù)反演，得到了符合蝕變巖變形特征的本構(gòu)模型，即損傷本構(gòu)模型或SS軟化本構(gòu)模型，從而得到圍巖大變形機(jī)理的合理解釋。建立了概化復(fù)雜巖體結(jié)構(gòu)特征的計算模型并進(jìn)行了數(shù)值模擬，分析了隧道與蝕變巖、沉積巖三者間不同的位置關(guān)系時隧道的

3、變形收斂特征。
　　(3)提出兩種開挖大變形施工控制技術(shù)并進(jìn)行了應(yīng)用示例。一是考慮圍巖內(nèi)各點不同的穩(wěn)定性狀態(tài)，采用基于點安全系數(shù)場的開挖松動區(qū)分析方法;二是采用動態(tài)設(shè)計的觀點，根據(jù)經(jīng)驗并監(jiān)測分析圍巖收斂位移發(fā)展規(guī)律，判斷圍巖的變形發(fā)展特征，及時一步強(qiáng)支到位。
　　(4)基于流固耦合理論，將廣泛應(yīng)用于邊坡穩(wěn)定性計算的有限元強(qiáng)度折減法引入到開挖面的穩(wěn)定性分析中，基于安全系數(shù)來定量評價開挖面的穩(wěn)定性，對滲流條件下蝕變帶隧道的變形機(jī)