含水率对昔格达地层隧道围岩稳定性影响及控制技术研究

摘要

在四川攀西地区特有的“昔格达”地层多属于粉沙质泥岩，强风化岩石，遇水即会崩解溶化成泥浆状态，灰褐色的泥质粉砂岩中夹有钙质粉砂岩，强度风化，极为松软，围岩不能自稳，抗压强度极低，为极不稳定的泥砂岩。昔格达地层交通建设的实践表明，在建设过程中会诱发规模较大的滑坡、崩塌、渗水、软化、流变、隧道围岩变形坍塌破坏等各类灾害。目前穿越昔格达地区面临的工程地质问题日益突出，很多方面技术不成熟，直接影响铁路和公路建设的正常进行，不能满足当前交通建设快速发展的需要。
　　本文以新建成昆铁路米易至攀枝花段扩能工程为工程依托，采用现场调研及查阅资料、理论分析、数值模拟、室内土工实验等手段结合的方法进行研究，针对昔格达地层遇水崩解软化的的特殊工程性质，通过室内土工试验研究了含水率对昔格达地层围岩物理力学性质的影响规律，并结合国内学者研究成果对5种昔格达地层土样的围岩进行了进一步的围岩分级。
　　本文引入强度折减法作为昔格达地层隧道围岩稳定性的评价方法，以隧道特征点的位移是否突变作为隧道的失稳判据，结合数值模拟，研究了含水率对昔格达地层隧道围岩稳定性影响，给出了评价昔格达地层隧道围岩稳定性定量的评价方法。
　　最后，对目前控制围岩稳定性的常用施工工法在昔格达地层中的适用性进行了分析，根据设计、施工单位反馈的信息，重点研究了结合锁脚锚杆的三台阶短台阶法和三台阶超短台阶法控制昔格达地层围岩稳定性的效果。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 课题的研究背景及意义

1．2 国内外研究现状

1．3 本文研究内容及方法

1．3．1 主要研究内容

1．3．2 研究方法

1．3．3 技术路线

第2章 含水率对昔格达地层围岩力学性质及围岩分级的影响

2．1 室内土工试验概述

2．1．1 土样和试件制备

2．1．2 试验内容及方法

2．2 含水率对昔格达地层变形参数的影响

2．2．1 重塑土快速压缩试验结果

2．2．2 试验结果分析

2．3 含水率对昔格达地层抗剪强度的影响

2．3．1 重塑土三轴剪切试验结果

2．3．2 试验结果分析

2．4 含水率对昔格达地层围岩分级的影响研究

2．4．1 隧道围岩分级标准

2．4．2 昔格达地层围岩分级

2．5 本章小结

第3章 含水率对昔格达地层隧道围岩稳定性影响及评价

3．1 引言

3．2 计算模型概述

3．2．1 模型建立

3．2．2 计算荷载及边界条件

3．2．3 本构关系及计算参数

3．3 含水率对昔格达地层深埋隧道围岩稳定性影响及评价

3．3．1 计算结果

3．3．2 结果分析

3．4 含水率对昔格达地层浅埋隧道围岩稳定性影响及评价

3．4．1 计算结果

3．4．2 结果分析

3．5 本章小结

第4章 昔格达地层隧道围岩稳定性控制方法

4．1 昔格达地层隧道围岩稳定性控制方法初步分析

4．2 昔格达地层隧道围岩稳定性控制方法数值模拟

4．2．1 计算模型说明

4．2．2 计算结果

4．2．3 结果分析

4．3 本章小结

结论与展望

结论

展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及参加的科研项目