太岳山隧道紫紅色泥巖工程地質(zhì)特性研究.pdf

1、太岳山隧道紫紅色泥巖是該隧道穿過(guò)的主要巖層，與隧道工程聯(lián)系緊密。該泥巖有著較為特殊的工程地質(zhì)特性，為隧道的勘察和施工帶來(lái)了諸多問(wèn)題。因此，研究該紫紅色泥巖的工程地質(zhì)特性具有重要意義。
　　本文對(duì)太岳山隧道的基本概況進(jìn)行了簡(jiǎn)要介紹，并通過(guò)室內(nèi)崩解試驗(yàn)和三軸壓縮試驗(yàn)得到了一些基本規(guī)律和力學(xué)參數(shù)，之后使用數(shù)值模擬軟件對(duì)隧道開(kāi)挖前后位移和應(yīng)力的變化情況進(jìn)行對(duì)比分析。
　　通過(guò)一系列崩解試驗(yàn)，考慮崩解作用時(shí)間、試樣體積大小和干濕循環(huán)次

2、數(shù)三個(gè)因素對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的影響，得出紫紅色泥巖崩解試驗(yàn)基本結(jié)論：（1）隨崩解作用時(shí)間的增加，崩解量總體呈逐漸增大的趨勢(shì)，但是風(fēng)化程度依然是主導(dǎo)因素；（2）完整試塊的體積大小對(duì)崩解作用有一定的影響，且崩解率隨試樣體積的增加逐漸減小；（3）干濕循環(huán)作用對(duì)試樣的崩解過(guò)程影響顯著，崩解量隨著試樣干濕循環(huán)次數(shù)的增加而增大。
　　利用RMT-301多功能電液伺服剛性試驗(yàn)機(jī)和GCTS ULT-100超聲波測(cè)試系統(tǒng)對(duì)太岳山隧道紫紅色泥巖進(jìn)行三軸壓縮試

3、驗(yàn)，并分析了三軸壓縮過(guò)程中應(yīng)力-應(yīng)變曲線特性。試驗(yàn)過(guò)程中采集聲波數(shù)據(jù)進(jìn)行聲波特性分析，試驗(yàn)完成后對(duì)破裂形式進(jìn)行分析，得到以下基本結(jié)論：（1）紫紅色泥巖隨圍壓的增大，峰值強(qiáng)度逐漸提高，殘余強(qiáng)度逐漸增大。雖然部分巖樣在給定圍壓下的峰值強(qiáng)度由于巖樣內(nèi)部不均勻裂隙的作用有所反常，但其殘余強(qiáng)度與峰值強(qiáng)度的比值仍然是隨著圍壓的增大而逐漸提高；（2）紫紅色泥巖三軸壓縮試驗(yàn)在圍壓高于2 MPa情況下，巖樣被剪應(yīng)力“剪壞”，且該破壞形式符合Mohr-Co

4、ulomb破壞準(zhǔn)則，壓縮破壞后實(shí)際破裂角與依據(jù)Mohr-Coulomb準(zhǔn)則計(jì)算所得的角度相近；（3）該紫紅色泥巖縱波波速變化與應(yīng)力-應(yīng)變曲線變化起伏規(guī)律基本一致，縱波波速隨圍壓的升高而增大且變化幅度逐漸趨于平穩(wěn)，縱波波速與試樣峰值強(qiáng)度成正比關(guān)系。
　　運(yùn)用數(shù)值模擬軟件對(duì)隧道開(kāi)挖進(jìn)行模擬計(jì)算，通過(guò)對(duì)比開(kāi)挖前后的隧道內(nèi)應(yīng)力和位移得出以下結(jié)論：（1）在隧道開(kāi)挖后并未采取任何支護(hù)措施的情況下隧道頂部和底部出現(xiàn)較大的位移；（2）開(kāi)挖前后隧道