水对灰质泥岩隧道围岩稳定性影响研究-论文.pdf

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1、第34卷第3期西安科技大学学报Vo1．34No．32014年05月JOURNALOFXI’ANUNIVERSITYOFSCIENCEANDTECHNOLOGYMay．2014文章编号：1672—9315(2014)03—0302—07水对灰质泥岩隧道围岩稳定性影响研究刘巨海(中铁十七局集团第二工程有限公司，陕西西安710043)摘要：在灰质泥岩隧道施工过程中，水会导致围岩岩石的物理化学性质发生变化，进而对隧道围岩的稳定性有着重要的影响。基于金盆弯隧道现场的监控量测数据，通过分析雨季和非雨季时相同埋深、相同地质情况下隧道段面的围岩与初期支护之间的压力、初期支护钢支撑的应

2、力及隧道拱顶沉降结果，确定了水作用下，围岩与初期支护之间应力随时间的变化情况、初期支护内力随时间的变化情况以及拱顶沉降随着时间的变化情况。并通过有限元数值模拟软件ABAQUS，模拟隧道开挖后，在有水和无水环境下围岩横向和竖向位移的变化，得到：水的存在导致隧道围岩的拱顶沉降增大，拱腰及边墙收敛增大，进而分析水对围岩的稳定性的影响。通过对比分析拱顶沉降的数值模拟结果与现场监控量测结果，可以看出两者的沉降变化规律相吻合，验证了模型的合理性，从而进一步更改完善施工、设计方案，来保证隧道的安全施工，同时也为今后研究水对围岩岩石性质及围岩稳定性影响的机制提供了参考。关键词：灰质泥

3、岩；地下水；围岩压力；拱顸沉降；监测；数值模拟中图分类号：U45l．2文献标志码：AInfluenceofwateronthestabilityofsurroundingrockinlimemudstonetunnelLIUJu—hai(SecondEngineeringCo．，Ltd．，ChinaRailwaySeventeenBureauGroup，Xi’an710043，China)Abstract：Duringtheconstructionoflimemudstonetunnel，physicalandchemicalpropertiesofsurround-

4、ingrockwouldbechangedbywater．Soitplaysanimportantroleinstabilityofsurroundingrockinthetunneloflimemudstone．BasedonmonitoringresultsofJinPenwantunnel，theinfluenceofwateronthechangeofstresswithtimebetweentherockandtheinitialsupport，thechangeofstresswithtimewithintherockandthechangeofvault

5、settlementwithtimeisinvestigatedbyanalyzingthesuroundingrockpressure，steelsupportstressandvaultsettlementresult．Theresultaboutthepresenceofwaterleadstoin—creaseofvaultsettlement，horizontalconvergenceofhaunchandsidewallisconfirmedbysimulatingthesurroundingrockundertheenvironmentofwateran

6、dwithoutwaterwithABAQUS．Therationalityofmodelisverifiedbycomparingnumericalresultswithmonitoringresults，whichprovidescertainhelptoimprovetheconstructionplananddesignscheme，andensurethesafetyoftunnelconstruction，providingarefer-enceforfuturestudiesonthemechanismoftherocknatureandthestabi

7、lityofsuroundingrock．Keywords：limemudstone；undergroundwater；surolmdingrockpressure；vaultsettlement；monitoring；numerica】simulation收稿日期：2014一O1—10作者简介：刘巨海(1973一)，男，山西忻州人，高级工程师，E—mail：335217905@qq．com第3期刘巨海：水对灰质泥岩隧道围岩稳定性影响研究303并通过数值模拟分析了分析水的作用下隧道围岩0引言周边位移的变化，从而为指导现场隧道施工带来软岩在水的物理化学