水平薄層隧道圍巖變形破壞特征研究

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(duì)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(chǎng)監(jiān)控量測(cè)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(cè)Abstract:InthispapertakePingyuHighwaylionconcavetunnelprojecttorelyinginShanxiProvincestudythelevelo

2、fthinlayertunnelsurroundingrockdefmationfailureacteristics.Engineeringpracticeonsitemonitingofthemeasureddatasummedupthelevelofthethinlayeroftunnelsurroundingrockdefmationfailureacteristics.Keywds:hizontalthinlayersurrou

3、ndingrockdefmationfailureacteristicsmonitingmeasurement中圖分類(lèi)號(hào)：U452.12文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：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(gè)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(dòng)中會(huì)遇到大量由水平巖層所帶來(lái)的諸多工程問(wèn)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(duì)隧道的開(kāi)挖支護(hù)極為不利，因此對(duì)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(lèi)，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(duì)強(qiáng)烈褶曲和層間錯(cuò)動(dòng)，其層理、片理發(fā)育，原生軟弱夾層層間錯(cuò)動(dòng)和小斷層不時(shí)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(jiǎn)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(cuò)動(dòng)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(shí)，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(kāi)

6、挖的隧道跨度較大時(shí)，拱頂圍巖穩(wěn)定問(wèn)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(shí)，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(duì)于層狀巖體，應(yīng)抓住層面特征、產(chǎn)狀、層厚等來(lái)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(lèi)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(kāi)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(shí)，如果不及時(shí)支護(hù)，任其發(fā)展，則會(huì)逐層折斷