豫西北变质岩区隧道围岩变形特性研究.pdf

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1、第４１卷，第４期公路工程Ｖｏｌ．４１，Ｎｏ．４２０１６年８月ＨｉｇｈｗａｙＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＡｕｇ．，２０１６豫西北变质岩区隧道围岩变形特性研究１２于卫云，白蕾（１．新蒲建设集团有限公司，河南郑州４５００１２；２．河南建筑职业技术学院，河南郑州４５００００）［摘要］变质岩由于构造与区域变质作用，其形成过程与物理力学性质特殊，隧道围岩应力较为复杂。针对这一现象，以豫西北地区典型的变质岩隧道作为研究对象，在充分收集和分析其工程地质背景的基础上，利用ＦＬＡＣ３ｄ软件建立了该隧道的有限元数值模型，模拟了在不

2、同埋深、净距条件下变质岩隧道的围岩应力分布特征。研究表明：变质岩隧道围岩的竖向应力与水平向应力与埋深大致呈线性正相关关系；偏压角的变化主要改变隧道右洞一定范围内的围岩应力分布，而左洞周边围岩应力分布状态基本保持不变；净距的变化对中夹岩部分的围岩应力影响较大，中夹岩应力随净距的增大而明显减小。这一现象对于变质岩隧道施工过程中围岩变形预防和处理措施具有一定实际应用价值。［关键词］高围岩应力；隧道；变形＋［中图分类号］Ｕ４５６．３１［文献标识码］Ａ［文章编号］１６７４—０６１０（２０１６）０４—００３２—０５

3、ＲｅｓｅａｒｃｈｏｆＭｅｔａｍｏｒｐｈｉｃＲｏｃｋＡｒｅａｏｆＴｕｎｎｅｌＳｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇＲｏｃｋＤｅｆｏｒｍａｔｉｏｎＣｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｉｎＨｕｂｅｉＰｒｏｖｉｎｃｅ１２ＹＵＷｅｉｙｕｎ，ＢＡＩＬｅｉ（１．ＸｉｎｐｕＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎＧｒｏｕｐＣｏ．Ｌｔｄ．，Ｚｈｅｎｇｚｈｏｕ，Ｈｅｎａｎ４５００１２，Ｃｈｉｎａ；２．ＨｅｎａｎＡｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅＰｒｏｆｅｓｓｉｏｎａｌＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｚｈｅｎｇｚｈｏｕ，Ｈｅｎａｎ４５００００，Ｃｈｉｎａ）［Ａｂｓ

4、ｔｒａｃｔ］Ｍｅｔａｍｏｒｐｈｉｃｒｏｃｋｄｕｅｔｏｓｔｒｕｃｔｕｒａｌａｎｄｒｅｇｉｏｎａｌｍｅｔａｍｏｒｐｈｉｓｍ，ａｎｄｉｔｓｆｏｒｍｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓａｎｄｔｈｅｓｐｅｃｉａｌｐｈｙｓｉｃａｌａｎｄｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ，ｔｈｅｔｕｎｎｅｌｓｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇｒｏｃｋｓｔｒｅｓｓｉｓｍｏｒｅｃｏｍｐｌｉｃａｔ-ｅｄ．Ｉｎｒｅａｃｔｉｏｎｔｏｔｈｅｐｈｅｎｏｍｅｎｏｎ，ｔｈｉｓｐａｐｅｒｔｙｐｉｃａｌｍｅｔａｍｏｒｐｈｉｃｒｏｃｋｔｕｎｎｅｌｉｎｎｏｒｔｈｗｅｓｔａｒｅａａｓ

5、ｔｈｅｒｅ-ｓｅａｒｃｈｏｂｊｅｃｔ，ｉｎｔｈｅｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎａｎｄａｎａｌｙｓｉｓｏｆｉｔｓｇｅｏｌｏｇｉｃａｌｂａｃｋｇｒｏｕｎｄ，ｏｎｔｈｅｂａｓｉｓｏｆｕｓｉｎｇＦＬＡＣ３ｄｓｏｆｔｗａｒｅｔｏｅｓｔａｂｌｉｓｈｔｈｅｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｎｕｍｅｒｉｃａｌｍｏｄｅｌｏｆｔｈｅｔｕｎｎｅｌ，ｓｉｍｕｌａｔｅｄｕｎｄｅｒｔｈｅｃｏｎｄｉｔｉｏｎｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｂｕｒｉｅｄｄｅｐｔｈ，ｔｈｅｍｅｔａｍｏｒｐｈｉｃｒｏｃｋｏｆｔｈｅｔｕｎｎｅｌｓｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇｒｏｃｋｓｔｒｅｓｓ

6、ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓ-ｔｉｃｓ．Ｒｅｓｅａｒｃｈｓｈｏｗｓｔｈａｔ：ｔｈｅｍｅｔａｍｏｒｐｈｉｃｒｏｃｋｔｕｎｎｅｌｓｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇｒｏｃｋｓｔｒｅｓｓａｎｄｈｏｒｉｚｏｎｔａｌｔｏｔｈｅｖｅｒｔｉ-ｃａｌｓｔｒｅｓｓａｎｄｔｈｅｂｕｒｉｅｄｄｅｐｔｈｉｓｒｏｕｇｈｌｙｌｉｎｅａｒｐｏｓｉｔｉｖｅｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ；ＢｉａｓＡｎｇｌｅｃｈａｎｇｅｍａｉｎｔｕｎｎｅｌｈｏｌｅｒｉｇｈｔｍｕｓｔｂｅｗｉｔｈｉｎｔｈｅｓｃｏｐｅｏｆｔｈｅｓｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇｒｏｃｋｓｔｒ

7、ｅｓｓｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ，ｓｔｒｅｓｓｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｉｎｓｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇｒｏｃｋａｎｄｔｈｅｌｅｆｔｈｏｌｅｓｔａｔｅｂａｓｉｃｒｅｍａｉｎｕｎｃｈａｎｇｅｄ；Ｎｅｔｆｒｏｍｔｈｅｃｈａｎｇｅｏｆｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｎｓｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇｒｏｃｋｓｔｒｅｓｓｏｆｓｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇｒｏｃｋｉｎｌａｒｇｅｒ，ｉｎｔｈｅｓｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇｒｏｃｋｓｔｒｅｓｓａｌｏｎｇｗｉｔｈｔｈｅｉｎｃｒｅａｓｅｏｆｎｅｔｄｉｓ-ｔａｎｃｅｄｅｃｒｅａｓｅｓｏｂｖｉｏｕｓｌｙ．Ｔｈｉｓｐ

8、ｈｅｎｏｍｅｎｏｎｆｏｒｍｅｔａｍｏｒｐｈｉｃｒｏｃｋｔｕｎｎｅｌｓｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇｒｏｃｋｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｐｒｅｖｅｎｔｉｏｎａｎｄｔｒｅａｔｍｅｎｔｍｅａｓｕｒｅｓｉｎｔｈｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓｈａｓｃｅｒｔａｉｎａｃｔｕａｌａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｖａｌｕｅ．［Ｋｅｙｗｏｒｄｓ］ｈｉｇｈｓｔｒｅｓｓｏｆｓｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇｒｏｃｋ；ｔｕｎｎｅｌ；ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ［１－３］为应将变质岩划入软岩