岩溶隧道围岩分级系统研究

《岩溶隧道围岩分级系统研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、公路隧道2013年第3期(总第83期)岩溶隧道围岩分级系统研究靳晓光柴贺军。贾学明。管洪良(1．重庆大学土木工程学院重庆400030；2．山地城镇建设与新技术教育部重点实验室(重庆大学)重庆400030；3．招商局重庆交通科研设计院有限公司重庆400067)摘要基于叙岭关隧道隧址区岩溶发育规律研究，提出影响岩溶发育程度的指标，并运用层次分析法确定指标的权重。通过岩溶对隧道围岩稳定性影响规律研究，确定岩溶对围岩稳定性影响程度的指标。基于公路隧道围岩分级标准，通过岩溶发育程度指标和岩溶对隧道围岩稳定性影响指标的修正，提出岩溶隧道围岩分级量化表及数学模型

2、，建立岩溶隧道围岩分级系统，并研制了相应的软件，应用于岩溶隧道围岩分级工程实践。关键词岩溶隧道围岩分级指标体系数学模型的调研、获得足够的信息量基础上，采用理论和经1引言验两个方面确定。每种围岩分级方法都有各自的目前在实际工程中常用的隧道围岩分级(类)侧重点，因而分级指标也有不同，但岩石坚硬程度方法可归纳为4种，即RMR分类法l_1]、Q系统分类及岩体完整程度是岩质隧道围岩分级中采用率很法E、HC分类法[、国标BQ分类法[。高的指标。国内外也比较重视结构面状态(主要指《公路隧道设计规范》(JTGD70-2004)中软弱结构面)、初始地应力状态和地下水

3、状态，指标EBQ]值分级的方法采用定性描述和定量分析相结采用率比较高。在隧道围岩分级的基本指标选择合的方式，从地质条件、力学分析、施工条件等角度中，可选择岩石坚硬程度和岩体完整程度作为主要合理地考虑了影响围岩稳定性的因素，并建立在大的基本指标，将地下水状态、软弱结构面和初始地量经验数据的基础上，用逐步回归分析与判别的方应力状态作为修正的基本指标。如图1所示岩溶隧法建立了围岩分级指标BQ值的计算公式。这种方道围岩分级指标体系，框内为基本指标体系，可根法的优点是采用定性与定量相结合的方法，本身有据《公路隧道设计规范》(JTGD70-2004)确定，本相

4、互校核、验证的特点，较好地解决了以定性描述文重点研究岩溶发育程度指标体系和岩溶对隧道为主而带来的主观因素影响，从而提高了分级的准围岩稳定性影响指标体系。确性，根据近些年的应用情况，该分级方法有很好的适用性，得到大多数隧道建设者的认可[5]。但该规范并没有考虑岩溶发育程度及其对围岩稳定性的影响，因而在岩溶发育地区确定隧道围岩等级时，岩溶发育对围岩稳定性的影响只能靠经验定性?-U,gJ]，带有很大的主观不确定性，对岩溶隧道围岩的级别影响很大。本文以岩溶发育区高速公路隧道建设为工程背景，采用地质调查、数学物理方法分析与数值模拟相结合的方法，分析岩溶发育的

5、特点和对围岩稳定性的影响程度，科学地选择分级指标，提出定性和定量指标相结合的分级指标体系，建立岩溶隧道围岩分级系统，为岩溶地区隧道工程图1岩溶隧道围岩分级指标体系的设计、施工和研究提供科学依据。2岩溶隧道围岩分级指标体系3岩溶发育程度指标体系在对隧址区岩溶发育的宏观规律和微观规律隧道围岩分级指标体系的确立，应建立在大量·1·公路隧道2013年第3期(总第83期)研究的基础上，总结提出了岩溶发育的控制因素，5表示一个比另外一个明显重要即岩性、地质构造、地下水循环条件、地表水和气7表示一个比另外一个强烈重要候、地形与地貌5个指标。9表示一个比另外一个极

6、端重要3．1岩溶发育程度指标权重的确定确定权重有很多方法，比较常用的有专家系统2，4，6，8分别为1～3，3～5，5～7，7～9的中间值估测法、评分法、Delphi法、层次分析法、排序法、二倒数若因素a与b比较为，则b与a比较为1元对比法等。每种方法都有一定的适用范围和局对于岩溶发育程度影响的各因素两两比较，可限性，作为主观赋值方法，由于知识的局限性，必然得判断矩阵E：导致结果带有一定的主观性，但层次分析法采用了PP1P2P3P4P5一定的逻辑数学推导公式和一致性检验，因而具有较高的可信度，因此采用层次分析法确定权重。P113277层次分析法是美国

7、运筹学家、匹兹堡大学教授P21／311／255萨蒂于2O世纪7O年代初期提出的，是一种很实用P31／22166的系统分析方法。该方法给出了一种主观判断、客P41／71／51／611观描述的方法，对非定量的事件做出定量判断，将一个复杂的多目标决策问题作为一个系统，将目标P51／71／51／611分解为多个目标或准则，进而分解为多指标(或准(3)计算各因素权重系数。本文按照方根法计则、约束)的若干层次，通过定性指标模糊量化方法算判断矩阵最大特征值及其对应的特征向量，具体算出层次单排序(权数)和总排序，以作为目标(多计算步骤如下：指标)、多方案优化决策的

8、系统方法[6]。运用层次分①计算判断矩阵每一行元素的乘积为析法按以下步骤确定权重系数：(1)建立岩溶发育程度影响因素递阶层