滬昆高速鐵路膨脹巖隧道底部穩(wěn)定性分析.pdf

1、我國“十三五”規(guī)劃中交通基礎(chǔ)建設(shè)正處于穩(wěn)步發(fā)展的階段，鐵路建設(shè)當(dāng)然是重要的組成部分，滬昆高速鐵路就是其中之一。鐵路隧道底部變形是一個(gè)比較常見的災(zāi)害，其對(duì)列車運(yùn)營造成較大的影響。對(duì)于這類問題需要進(jìn)行深入的研究才能找出根本原因并加以解決。
　　隧道底部結(jié)構(gòu)隆起變形的機(jī)理分析需要考慮的因素比較多也非常復(fù)雜，膨脹性巖層就屬于原因之一，當(dāng)今對(duì)于這種問題的解決方法仍缺乏合理的力學(xué)分析基礎(chǔ)，因此，對(duì)高速鐵路隧道底部結(jié)構(gòu)隆起變形的研究及相應(yīng)的解決

2、方法具有重要意義。
　　本文首先對(duì)國內(nèi)外因底部隆起而變形的鐵路隧道案例進(jìn)行調(diào)查分析，然后以滬昆高鐵崗烏隧道為背景，通過試驗(yàn)及數(shù)值模擬的方法對(duì)膨脹性巖石進(jìn)行分析，并與實(shí)際調(diào)查監(jiān)測進(jìn)行對(duì)比，進(jìn)而得出相應(yīng)的結(jié)論:
　　(1)通過收集資料和論文查找，梳理了有關(guān)膨脹性巖石試驗(yàn)等發(fā)展歷程并列舉有關(guān)案例對(duì)遂道底部隆起的主要原因進(jìn)行分析，主要有圍巖性質(zhì)、仰拱特征及其他外部因素。
　　(2)收集有關(guān)滬昆高速鐵路崗烏隧道的地質(zhì)、水文資料，

3、根據(jù)中鐵二院有關(guān)崗烏隧道勘察報(bào)告初步得出病害的相關(guān)原因，通過鉆孔取樣整理出崗烏隧道底部巖層巖性及深度情況。
　　(3)對(duì)取出巖樣進(jìn)行重塑樣室內(nèi)試驗(yàn)，包括自由膨脹率試驗(yàn)、有側(cè)限無荷膨脹率試驗(yàn)、膨脹力試驗(yàn)及崩解試驗(yàn)，得出最大自由膨脹率為44.7％;有側(cè)限的無荷膨脹率隨試樣含水率的增大逐漸減小，隨著試樣密度的增大逐漸增大;在兩組含水率分別為5.31％、8.99％的試樣試驗(yàn)中，膨脹力隨試樣密度的增大而增大，最大膨脹力為119.24kPa，

4、而且試樣含水率越大對(duì)應(yīng)的膨脹力越小;在所做11個(gè)試樣發(fā)生崩解的有5個(gè)且蒙脫石含量均超過9％，可見蒙脫石含量越大對(duì)巖石崩解的發(fā)生影響越大;對(duì)加工12個(gè)試樣分別進(jìn)行單軸壓縮試驗(yàn)及劈裂試驗(yàn)，獲取試樣彈性模量、泊松比等力學(xué)參數(shù)。最后初步判斷部分巖樣具有弱膨脹性。
　　(4)在室內(nèi)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，根據(jù)試驗(yàn)所得參數(shù)利用有限元軟件ANSYS進(jìn)行數(shù)值模擬，得出隧道底部豎向位移隨著膨脹巖層厚度的增加而增大，隨著膨脹巖層的埋置深度的增大而減小，隨著