公路隧道圍巖破壞規(guī)律研究.pdf

1、公路隧道圍巖穩(wěn)定性在隧道施工過程中至關重要，圍巖失穩(wěn)可使水電硐室、交通隧道、礦山巷道等遭受破壞，損壞生產設備，威脅工程人員的人身安全，因此開展圍巖穩(wěn)定性研究，對地下空間的有效合理開發(fā)、施工優(yōu)化和確保工程順利進行，均有十分重要的意義。
　　 本文以秦嶺終南山公路隧道為依托工程，隧道埋深大(800.0m)，線路長(18.02×2km)，地質條件復雜，地層巖性主要為混合片麻巖，脆性大，且處在高地應力水平，易發(fā)生巖爆動力災害，且易產生分

2、區(qū)破裂化現(xiàn)象。
　　 本文從國內外對深部的定義和高地應力下深部巖體力學特性研究現(xiàn)狀入手，引出巖爆和分區(qū)破裂化兩種特征科學現(xiàn)象，結合終南山隧道工程實例，從巖石MTS-AE 試驗、現(xiàn)場聲發(fā)射與鉆孔窺視監(jiān)測試驗和三維數(shù)值模擬(FLAC3D)三個方面對巖爆問題進行研究，探索出了深部巖爆孕育的“時間-空間-強度”規(guī)律和深埋隧道圍巖的分區(qū)破裂化現(xiàn)象。本文并對圓形隧道應力重分布進行分析，得出隧道頂部和底部易出現(xiàn)應力集中現(xiàn)象，滿足發(fā)生巖爆的兩個

3、條件：①巖體內儲備有足夠的彈性應變能；②引起破壞的應力集中。
　　 采用聲發(fā)射(Acoustic Emission，AE)預報技術進行了綜合預測和分析，得出巖爆發(fā)生時的聲發(fā)射特征與動態(tài)演化規(guī)律。利用FLAC3D 數(shù)值分析軟件進行數(shù)值模擬分析得出，在風道施工過程中，距離主隧道越近的位置，附近巖體受到的擾動就越大，擾動范圍與原先隧道施工過程擾動范圍重合，并繼續(xù)向巖體深處延伸，風道頂部下沉較大。巖爆是一種能量的釋放，既有漸變過程，也有