降雨条件下隧道塌方机理研究

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1、第37卷，第6期公路工程Vo1．37，No．62012年12月HighwayEngineeringDec．，2012降雨条件下隧道塌方机理研究高峰‘，傅强(1．长沙理工大学，湖南长沙410004；2．湖南省通平高速公路建设开发有限公司，湖南岳阳414500)[摘要]姜源岭隧道进口段埋深较浅，围岩主要为全一强风化花岗岩，裂隙发育。在建设过程中，降雨导致右洞Yk32+366断面发生塌方。在分析塌方事故原因的基础上，借助数值模拟软件FLAC，对塌方过程中围岩的渗流场、位移场及作用于支护结构上的作用力进行了分析，研究了塌方的机理。研究表明：降雨条件下，围岩孔隙水压力增加，水致弱化

2、效应增强，岩土体的粘聚力及内摩擦角变小，围岩整体稳定性降低。随着隧道开挖，孔隙水从开挖面渗流，围岩孔隙水压力减少，有效应力的增加，围岩的位移量急剧增加直至发生破坏。因此，对于本隧道而言，降雨是导致塌方的主要原因。[关键词】隧道塌方；降雨；塌方机理；FLAC[中图分类号]U456．3[文献标识码】A[文章编号】1674—0610(2012)06—0196—04ResearchonTunnelCollapseMechanismundertheConditionofRainfallGAOFeng，FUQiang(1．ChangshaUniversityofScience&Tec

3、hnology，Changsha，Hunan410004，China；2．HunanTong-pingExpresswayConstructionandDevelopmentCo．Ltd．，Yueyang，Hunan414500，China)[Abstract]TheentranceofJiangyuanlingtunnelisshallowburied，thesurroundingrockismainlyfull—stronglyweatheredgranite，andfracturedevelopment．Rainfallledtorighttunnelcollaps

4、einYk32+366sectionduringtheconstructionprocess．Thisarticleanalyzedtheseepagefield、displacementfieldofsurroundingrockandtheforceactingonthesupportstructure，studiedonthemechanismofcollapseU-singFLAC如basedonthebasisofaccidentcauses．Theresultsshowthat，undertheconditionofrainfall，pore—waterpre

5、ssureofsurroundingrockincreased，hydrationweakeningeffectsenhanced，thecohesionandinternalfrictionangleofrockandsoillessened，andweakenedthestabilityofsurroundingrock．Withtheexcavationofthetunnel，Pore—waterseepedfromtheexcavationsurface，pore-waterpressureofsurroundingrockdecreased，effectives

6、tressincreased，sharpincreasedinsurroundingrockdisplacementuntilafailureOccurs．Therefore，rainfallisthemaincausetoleadtocollapseforthistunne1．[Keywords]tunnelcollapse；rainfall；collapsemechanism；FLAC如是一个不可逆的过程。我国隧道施工或使用多1概述年的经验表明，隧道的塌方事故相当大一部分是在塌方是隧道施工中最常见的一类地质灾害。隧雨季发生的，且雨期隧道地压往往比干旱季节地压道发生塌方

7、的原因很多，有地质上的内在原因，也有大50％一100％，降雨对隧道稳定性的影响是很降雨等外部条件的诱发因素⋯。某些岩石由于受显著的。因此，考虑降雨条件，对渗流场和应力场共风化等地质作用影响，内部结构松散，围岩自稳能力同作用下隧道的塌方机理进行研究显得尤为重要。较差。如花岗岩风化后，原岩结构被破坏，整体性较2隧道塌方发展过程差，类似于松散介质，仅有部分骨架起支撑作用，自稳和自承能力差。风化花岗岩遇水极易软化与姜源岭隧道是在建通平高速公路最长的一条隧崩解，在雨水的作用下岩土体发生结构性的破坏，这道，左线全长l855m，右线全长17