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1、水平薄層隧道圍巖變形破壞特征研究摘要:本文以山西省平榆高速公路獅子凹隧道工程為依托,對水平薄層隧道圍巖變形破壞特征進(jìn)行了研究。結(jié)合工程實(shí)踐及現(xiàn)場監(jiān)控量測數(shù)據(jù),總結(jié)出水平薄層隧道圍巖的變形破壞特征。關(guān)鍵詞:水平薄層圍巖;變形破壞特征;監(jiān)控量測Abstract:InthispapertakePingyuHighwaylionconcavetunnelprojecttorelyinginShanxiProvincestudythelevelo
2、fthinlayertunnelsurroundingrockdefmationfailureacteristics.Engineeringpracticeonsitemonitingofthemeasureddatasummedupthelevelofthethinlayeroftunnelsurroundingrockdefmationfailureacteristics.Keywds:hizontalthinlayersurrou
3、ndingrockdefmationfailureacteristicsmonitingmeasurement中圖分類號:U452.12文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:水平巖層(hizontalstratum)是指產(chǎn)狀呈水平或近水平的巖層,即同一層面上的各個點(diǎn)大致具有相同的海拔高度,地質(zhì)圖上的地質(zhì)界線大致平行于地形等高線。層狀巖層在自然界中分布較廣,在工程活動中會遇到大量由水平巖層所帶來的諸多工程問題,尤其是隧道工程。水平薄層是層厚小于30cm
4、的巖層,其穩(wěn)定性較差,對隧道的開挖支護(hù)極為不利,因此對于水平薄層圍巖的變形破壞特征進(jìn)行探索研究,有著重大的類,即整體結(jié)構(gòu)、塊狀結(jié)構(gòu)、層狀結(jié)構(gòu)、碎裂結(jié)構(gòu)、散體結(jié)構(gòu),其中層狀結(jié)構(gòu)按軟弱面發(fā)育密度可分為層狀(軟弱面間距50~30cm)、薄層狀(間距小于30cm)。薄層狀結(jié)構(gòu)在構(gòu)造作用下表現(xiàn)為相對強(qiáng)烈褶曲和層間錯動,其層理、片理發(fā)育,原生軟弱夾層層間錯動和小斷層不時出現(xiàn),結(jié)構(gòu)面多為泥膜、碎屑和泥質(zhì)物充填,一般結(jié)合力差,結(jié)構(gòu)體形態(tài)為板狀或薄板狀。
5、3水平薄層狀圍巖破壞形式3.1層狀巖體圍巖破壞層狀結(jié)構(gòu)巖體構(gòu)造較為簡單,它可以由單一巖性構(gòu)成,也可由不同巖性互層或夾層組合而成,常以軟硬互層的形式出現(xiàn),層面常有層間錯動及泥化夾層等軟弱結(jié)構(gòu)面發(fā)育,且層面之間粘結(jié)力較弱。巖層產(chǎn)狀及巖層組合是水平層狀巖體變形破壞的主要控制因素。其破壞多為頂部彎曲下沉和產(chǎn)生離層,當(dāng)下沉量較大時,分層出現(xiàn)折斷破壞,破壞形式主要有:沿層面張裂、折斷塌落、彎曲內(nèi)鼓等。在成層性好且軟弱夾層發(fā)育、產(chǎn)狀平緩的層狀巖體中開
6、挖的隧道跨度較大時,拱頂圍巖穩(wěn)定問題比較突出,當(dāng)遇有斷層且其走向與隧道中軸線夾角較小時,拱頂最易發(fā)生塌方。不同產(chǎn)狀圍巖的變形破壞形式如圖1。對于層狀巖體,應(yīng)抓住層面特征、產(chǎn)狀、層厚等來分析其變形及破壞機(jī)制。在水平層狀圍巖中,可以認(rèn)為產(chǎn)狀平緩的層狀巖體在洞頂處形成類似于組合梁結(jié)構(gòu),洞頂兩端是固定的梁板,在頂板壓力作用下,梁板將產(chǎn)生下沉彎曲、開裂,形成懸臂式組合梁結(jié)構(gòu),其安全度就大為降低。當(dāng)巖層較薄時,如果不及時支護(hù),任其發(fā)展,則會逐層折斷
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