华坪隧道围岩稳定性离心模型试验研究

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1、■￡￡土Ｊ；霸■纏，士学位论文ｆｅｍａｓｔｅｒｄｉｓｓｅｒｔａｔｉｏｎ＿文题目：糊道围岩稳，，繁置編＝：｜＾指导教师：白志勇継国内图书分类号：密级：公开国际图书分类号：西南交通大学研究生学位论文华坪隧道围岩稳定性离心模型试验研究年级２０１２级姓名许鹏帅申请学位级别工学硕士专业地质工程指导老师白志勇教授二零一五年五月Ｃｆｉ－ｌａｓｓｉｅｄＩｎｄｅｘ：ＴＵ４＾ＳＵ．Ｄ．Ｃ：ＳｏｕｔｈｗｅｓｔＪｉａｏ

2、ｔｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＭａｓｔｅｒＤｅｒｅｅＤｉｓｓｅｒｔａｔｉｏｎｇＳＴＵＤＹＯＮＴＨＥＣＥＮＴＲＩＦＵＧＥＭＯＤＥＬＴＥＳＴＯＮＴＨＥＳＴＡＢＩＬＩＴＹＯＦＳＵＲＲＯＵＮＤＩＮＧＲＯＣＫＯＦＨＵＡＰＩＮＧＴＵＮＮＥＬＧｒａｄｅ：２０１２Ｃａｎｄｉｄａｔｅ：ＸｕＰｅｎｓｈｕａｉｇＡｃａｄｅｍｉｃＤｅｇｒｅｅＡｐｐｌｉｅｄｆｏｒ：ＭａｓｔｅｒＳｅｃｉａｌｉｔ：ＧｅｏｌｏｇｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｐｙＳｕ

3、ｐｅｒｖｉｓｏｒ：Ｐｒｏｆ．ＢａｉＺｈｉｙｏｎｇＭａ２０１５ｙ，西南交通大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留，同、使用学位论文的规定意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权西南交通大学可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复印手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于１．保密口，在年解密后适用本授权书；２．不保密０，使用本授权书。“”（请在以

4、上方框内打Ｖ）学位论文作者魅：騎倾签，曰期：叫酬：ｔＪ，上西南交通大学硕士学位论文主要工作（贡献）声明本人在学位论文中所做的主要工作或贡献如下：以华坪隨道为研究对象，首先通过收集资料、野外勘查及室内土工试验，掌握了險道的工程地质背景，进而开展了对昔格达地层隧道围岩稳定性的离心模型试验研究。通过这些研究，探索昔格达地层隧道围岩应变范围和大小，并通过对应变图的分析和试验中隧道变形破坏实际状况，结合岩体结构特征分析，归纳总结險道变形破坏范围、类型和判据。进而对华坪險道

5、施工进行指导。本人郑重声明：所呈交的学位论文，是在导师指导下独立进行研究工作所得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰。。写过的研究成果对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中作了明确的说明本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。Ｐ学位论文作者签名崎鹏）西南交通大学硕士研究生学位论文第Ｉ页摘要华坪險道是丽攀高速公路仅有的穿越于攀西地区昔格达地层的隧道，也是所有昔格达地层中仅有的高速公路險道。华坪隧道围岩稳定性研究不仅

6、可以对隧道施工设计提供参考，同时其研究成果也可应用到其他昔格达地层中的公路險道。因此，课题组有必要对华坪隧道的围岩稳定性进行深入的分析和研究。本文以丽攀高速公路华坪隧道为研究对象，首先通过收集资料、野外勘查及室内土工试验，掌握了險道的工程地质背景，进而开展了对昔格达地层險道围岩稳定性的离心模型试验研究。课题采用模型试验方法，，用离心力代替山体应力模拟隧道开挖后可能出现的围岩变形破坏及地质病害，。本课题共进行了三组对比试验通过布设观测点、应变数据曲线分析、数据插值分析，研究不

7、同岩性、岩层结构、节理发育情况及支护措施对围岩稳定性的影响，预测險道变形情况和，进而探索围岩变形破坏规律工过程中及时。可能产生的地质病害，为在施釆取措施应对地质病害提供了理论支持主要研究内容及成果如下：（１）离心力模拟山体自重应力作用于模型洞室围岩，当洞室幵挖后，围岩原有应力平衡状态被打破，形成围岩应力重分布，在新的围岩应力状态下，围岩产生松胀变形。（２）隧道模型围岩聚集大量能量，呈向内挤压趋势；且愈向自由表面（洞室周边）接近，能量愈集中，至洞室周边处达到最大值，应

8、；其中洞壁拱顶位置能量最为集中变最大。（３）主应力分异效应使得拱顶表现为拉应力集中，边墙表现为切向压应力集中。围岩应力释放，，使围岩各质点向洞室内部回弹变形。当拱顶围岩应力大于抗拉强度时产生张裂塌落现象。（４）由于洞壁围岩应力集中，当隧道围岩发育软弱结构面时，不利于围岩的稳定性，易发生坊塌。特别在断层影响带，，岩体发育有倾向于掌子面外的结构面时易沿结构面产生掌子面滑塌，发育为结构面控制型的围岩变形破坏。（５）描杆加固围岩使其整