風(fēng)化花崗巖地層隧道襯砌裂損分析與處理研究

孫雁軍，陽軍生，張 箭，王樹英

(1.中南大學(xué) 土木工程學(xué)院，湖南 長沙 410075； 2.湖南省高速公路建設(shè)開發(fā)有限公司，湖南 長沙 410001)

風(fēng)化花崗巖地層隧道襯砌裂損分析與處理研究

孫雁軍1,2，陽軍生1，張 箭1，王樹英1

(1.中南大學(xué) 土木工程學(xué)院，湖南 長沙 410075； 2.湖南省高速公路建設(shè)開發(fā)有限公司，湖南 長沙 410001)

圍巖風(fēng)化不僅能改變圍巖的礦物成分，而且能降低其強度，使得作用于襯砌結(jié)構(gòu)上的圍巖壓力加大，導(dǎo)致襯砌開裂，甚至發(fā)生破壞.新家洞隧道穿越地層為花崗巖地層，開挖后圍巖穩(wěn)定性好，按Ⅱ級圍巖支護(hù).但隧道建成2 a后，隧道襯砌結(jié)構(gòu)出現(xiàn)嚴(yán)重裂損.為了研究襯砌結(jié)構(gòu)開裂原因，采用試驗手段對裂縫周邊混凝土強度及花崗巖的物相成分、力學(xué)性質(zhì)等進(jìn)行測試.測試結(jié)果表明，圍巖風(fēng)化、強度降低是導(dǎo)致襯砌開裂的主要原因.最后，利用有限元反分析法確定圍巖物理力學(xué)參數(shù)，并基于此對整治后隧道結(jié)構(gòu)安全性進(jìn)行評價，從數(shù)值模擬結(jié)果和現(xiàn)場實施效果看，襯砌結(jié)構(gòu)滿足強度要求.研究成果對類似地層中隧道設(shè)計與施工具有參考意義.

山嶺隧道；襯砌裂損；數(shù)值反演法；風(fēng)化花崗巖；處理措施

0 引言

巖石受氣候、水、生物和結(jié)構(gòu)構(gòu)造等因素影響，會發(fā)生物理、化學(xué)和生物風(fēng)化.風(fēng)化作用會改變巖體礦物成分、微觀結(jié)構(gòu)及力學(xué)性質(zhì)等特征，由此引發(fā)一系列工程地質(zhì)問題[1-2].然而，不同巖石風(fēng)化后其工程性質(zhì)的改變差異較大，其中，花崗巖風(fēng)化后變異尤為劇烈，這給該地……