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1、饱水黄土隧道变形规律研究摘要：新松树湾隧道位于饱和的砂粘土中,土体的稳定性极差,施工难度较大。为此"在隧道施工期间"逊土r田验隧道收敛和围岩内部位移的现场监测、隧道变形的三维有限元仿真计算等手段,对该隧道的变形规律逬行了系统研究,获得了大量试验数据。研究成果对隧道的施工组织和支护参数的确定起到了重要作用，为此类隧道的施工积累了经验。关键词：饱和黄土隧道;隧道变形;现场监测;三维有限元计算中图分类号:TU444文献标识码:AAstudyondeformationoftunnelexcavatedinsatu
2、ratedloessAbstract:Thenewsongshuwantunnelisexcavatedinsaturatedsandyclaywhichisweakandsoftsoilhavinglowstability・Inordertoensuresafetyofexcavation,convergencesofthetunnclanddeformationofsurroundingsoilarcexaminedbysoiltestandsitemonitoringaswellasthree-di
3、mensionalfiniteelementanalysis.Manysignificantconclusionsareobtainedfromthisstudyandsomevaluableadviceforconstructionandsupportdesignofthenewsongshuwantunnelisgiven.Experimentalresultscanbeusedasareferenceforfuturesimilartunnel.Keywords:saturatedloess;def
4、ormationoftunnel;sitemonitoring;three・dimcnsionalfiniteelementmethod我国已经在土体中建成了多条隧道,包括铁路隧道、公路隧道、引水隧道等，施工中均遇到过很多问题,施工的难易程度主要取决于土体的性质和地下水的分布。与岩体相比■土体强度低■变形大,自承能力小,工程性质差,受水的影响十分强烈,弯曲变形现豪'。该线上的羊马河隧道施工过程中发现开挖后围岩不能自稳,变形很大,曾发生过多次塌方事沪。可见，土质隧道采用新奥法施工时,会遇到初期支护收敛变形
5、大,围岩难于稳定的问题,在设置二次衬砌后,还会出现衬砌开裂现豪N。宝兰二线上的新松树湾隧道位于粘质黄土和砂粘土中，前者具有二^自重湿陷性,后者表现为强崩解一旦被水浸泡,达到饱和状态,其强度会明显降低,工程性质发生很大变化。因此,在富含水土体中修建隧道的施工难度远远大于修建同类型的岩石隧性和弱膨胀性,饱和率达到了93A%~100%■与其它土质隧道相比,不仅含水量大.而且,土体具有强崩解性,遇水强度迅速降低,土体的稳定性极道。如神延线七楞山隧道为一条在新黄土、老黄土的稳定。鉴于此「为保证隧道的施工安全和工程质
6、和粘土中开挖的浅埋铁路隧道’施工方案为正台阶先拱后墙法开挖,地下水主要为粘土层裂隙水,逬洵100m时即发生喷射混凝土突然开裂,格栅严重制措施，指导隧道施工,同时,为此类隧道的施工积累经验。在隧道施工过程中”通过土工试验、隧道变形的现场监控量测、三维有限元仿真计算等信息化手段.对该隧道的变形规律进行了系统研究,获得了一些有益的成果,有效地指导了隧道施工,为保证隧道的抗压强度时.土的变形很小,基本上满足弹性变形规律,然而，当应力超过了土的抗压强度以后,则出现明显的塑性流动.除围压等于零以外,基本上接近理想塑性
7、状态.即使产生很大的塑性变形,土的承载能力也不会明显降低。砂粘土的膨胀性较弱,属于弱膨胀性土,施工中可以不考虑土的膨胀变形所引起的膨胀压力。2隧道地质条件及工程概况路隧道，位于甘肃省陇西县境内大营梁,全长1726m,最大埋深为110m,隧道采用复合衬砌支图1砂粘土的应力•应变关系曲线Fig.1Stress-straincurvesofsandyclay护。大营梁为黄土梁卵区,该隧道范围地层为上更新统风积粘质黄土和下、中更新统冲、洪积杂色砂粘土。粘质黄土为淡黄色、^g,<0^20m,土质较均匀，具孔隙及虫孔
8、,半预至硬塑，属II类围岩,并具有U级自重湿陷性。杂色砂粘土主要表现为强崩解性,大部分为、类围岩,局部呈软塑~流塑状，为类围岩。大营梁地带年平均降水量513.3mm,隧道三面汇水.地下水较发育,冠气降水补给。地下水主要有上层滞水和裂隙水,前者一般埋深5~30m之间。多见有泉水和渗水出露，水量相礎大,隧道内日渗水量18.83n?/d.经凋查,既有松树湾隧逋拠年建成）各地段有不同程度的渗漏水现象,病害十分严重,曾进行过多次维
