节理岩体隧道围岩稳定性判定指标合理性研究

详细信息   

• 责任者：张志强^c西南交通大学^d1968^e博士^f教授 ; 何本国 ; 关宝树
• 刊名：现代隧道技术
• 出版年：2012
• 卷期：49^b1总342
• 关键词：节理岩体 ; 隧道 ; 围岩稳定20^a岩体结构 ; 岩体变形 ; 数值模拟 ; 喷锚支护 ; 力学性质
• 页码：12～19
• 索书号：P854.062/902
• 图表：^c表6参12插图
• 分类号：1600
• 文摘期号：2012/09

摘要

隧道围岩失稳模式和稳定性判据一直是工程界争论的焦点，迄今没有科学合理的标准，常以洞周位移或塑性区经验值作为稳定性判定指标。洞周位移受围岩弹模、隧道形状等因素影响，而且不同部位变形值差异很大，很难找到统一标准;以塑性区作为稳定性判据优于以位移作为判据，围岩塑性化反映连续介质宏观塑性流动力学动态，而不能用于量化判定由优势结构面控制节理岩体破坏的隧道稳定性。该文结合细观节理形态和变化，通过UDEC离散元程序，研究节理岩体隧道失稳模式及量化的稳定性判定指标，探讨了细观结构机制和宏观力学行为关系。结果表明:(1)结构面极大地削弱岩体力学性质及其稳定性，结构面变形与强度性质对于隧道稳定性起着关键控制性作用;(2)节理岩体隧道扰动区可划分为脱落区、张开区和剪切滑移区，其中脱落区表征围岩失稳模式，张开区围岩处于脱落临界状态，即塌方潜在区域;(3)剪切滑移区是诱发围岩发生渐进性破坏主因，提出将剪切滑移区作为节理岩体隧道稳定性判定指标具有严格力学依据，可以定量化评价围岩稳定程度。最后，以在建兰渝铁路木寨岭隧道为例，对比了锚杆支护前后力学效应，验证了以剪切滑移区作为节理岩体隧道稳定性判定指标的可靠性、合理性和现实性。