山嶺隧道塌方機(jī)制及防災(zāi)方法.pdf

1、山嶺隧道建設(shè)過(guò)程中，塌方災(zāi)害頻繁發(fā)生，造成重大經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和高速公路的大力建設(shè)，投入到塌方治理的費(fèi)用呈逐年增加趨勢(shì)。開(kāi)展隧道塌方機(jī)制和防災(zāi)方法研究具有重大現(xiàn)實(shí)意義。
　　 本文采用數(shù)值模擬和理論分析為主要研究手段，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查和監(jiān)控量測(cè)，研究山嶺隧道塌方機(jī)制和預(yù)防措施，探索有效預(yù)測(cè)方法.運(yùn)用層次分析法，研究塌方影響因素的敏感性。開(kāi)展隧道塌方范圍的壓力拱理論研究，分析不同應(yīng)力場(chǎng)下潛在塌方范圍。探索新的

2、圍巖分級(jí)方法，建立有效的圍巖失穩(wěn)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警模型。研究斷層破碎帶對(duì)圍巖穩(wěn)定性的影響及塌方處治方案優(yōu)化思路，探討山嶺隧道復(fù)合式襯砌在圍巖蠕變過(guò)程中的受力規(guī)律。揭示山嶺隧道出洞口塌方機(jī)制，并提出相應(yīng)處治措施?；谕蛔兝碚?，分析降雨對(duì)淺埋隧道塌方的影響。研究隧道出洞口段襯砌結(jié)構(gòu)安全性的評(píng)價(jià)方法。探索隧道出洞口塌方的時(shí)空預(yù)測(cè)方法。研究取得以下主要成果和認(rèn)識(shí)：
　　 (1)分析了塌方的主要影響因素，指出圍巖自身屬性及地下水對(duì)塌方的影響最大，并

3、按塌方發(fā)生部位對(duì)塌方災(zāi)害進(jìn)行了系統(tǒng)分類(lèi)。
　　 (2)通過(guò)壓力拱理論研究，計(jì)算出不同應(yīng)力場(chǎng)下的壓力拱線。指出不同地應(yīng)力模式下，隧道壓力拱存在差異，壓力拱和判斷標(biāo)準(zhǔn)關(guān)系密切，從工程安全角度出發(fā)，宜以最小主應(yīng)力受拉為判斷標(biāo)準(zhǔn)。
　　 (3)基于特爾菲-理想點(diǎn)法和集對(duì)分析理論，建立了新的圍巖分級(jí)模型，為隧道塌方風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)提供依據(jù)。將功效系數(shù)法應(yīng)用于隧道圍巖穩(wěn)定性評(píng)價(jià)中，建立了切實(shí)可行的圍巖危險(xiǎn)性預(yù)警模型。
　　 (4)提

4、出斷層破碎帶地區(qū)隧道塌方段施工方案優(yōu)化思路?；谡硰椥杂邢拊碚?，分析了復(fù)合式襯砌結(jié)構(gòu)在圍巖蠕變過(guò)程中的受力規(guī)律，確立了斷層破碎帶圍巖流變特性明顯洞段隧道襯砌設(shè)計(jì)和施工的合理思路。
　　 (5)指出隧道出洞口塌方破壞機(jī)制為掌子面失穩(wěn)和洞頂松散介質(zhì)垮落共同作用所致，出洞口應(yīng)采用初期支護(hù)緊跟和超前支護(hù)。建立了降雨作用下淺埋隧道塌方的尖點(diǎn)突變模型，推導(dǎo)出圍巖為不同巖土介質(zhì)組合時(shí)的松散圍巖失穩(wěn)判據(jù)。提出隧道出洞口段襯砌工作狀態(tài)的合理評(píng)價(jià)