對(duì)薄層狀砂圍巖中深埋隧道應(yīng)力及變形特性研究

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1、薄層狀砂圍巖中深埋隧道應(yīng)力及變形特性研究白世偉，韓昌端，李丹（中國(guó)科學(xué)院武漢巖土力學(xué)研究所，430071）摘要：某穿過薄層狀砂質(zhì)頁巖深埋公路隧道施工過程中拱頂一側(cè)呈規(guī)律性嚴(yán)重破壞，本文介紹為探討破壞機(jī)理和修改設(shè)計(jì)展開的研究工作。包括巖石力學(xué)特性測(cè)試，圍巖應(yīng)力測(cè)量和應(yīng)力場(chǎng)擬合，橫觀各向同性巖體中開挖隧道的物理模擬和數(shù)值分析。各項(xiàng)研究工作從不同側(cè)面闡明了橫觀各向同性巖體中應(yīng)力分布特征和該隧洞變形破壞的必然性，得到相互吻合的結(jié)論。為設(shè)計(jì)施工指出了具體的修改方案。針對(duì)薄層狀圍巖的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，本文推導(dǎo)了橫觀各向同性巖體中孔

2、經(jīng)變形法應(yīng)力測(cè)量計(jì)算分析的修正算法。介紹了模擬層狀巖體物理模型試驗(yàn)的技巧，指出以超載試驗(yàn)判斷隧道安全儲(chǔ)備系數(shù)的方法。無機(jī)污染環(huán)境對(duì)水泥土強(qiáng)度的影響與耐久性評(píng)價(jià)白曉紅（太原理工大學(xué)建筑與土木工程學(xué)院，030024）摘要：根據(jù)大量室內(nèi)模擬試驗(yàn)，對(duì)水泥土在不同的酸、堿、鹽無機(jī)化合物污染環(huán)境中，水泥土強(qiáng)度隨污染時(shí)間、溶液濃度的變化規(guī)律進(jìn)行了研究，提出了各類污染環(huán)境的水泥土強(qiáng)度修正系數(shù)和水泥土強(qiáng)度劣化的損傷模型，并基于此提出了水泥土和水泥土樁復(fù)合地基的耐久性評(píng)價(jià)方法。雙向循環(huán)荷載作用下飽和軟黏土1)動(dòng)力特性試驗(yàn)研究*，*

3、*，2)*蔡袁強(qiáng)王軍*（溫州大學(xué)建筑與土木工程學(xué)院，溫州325035）**（浙江大學(xué)軟弱土與環(huán)境土工教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，杭州310027）1)國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(50808145)資助2)E-mail:caiyq@zju.edu.cn摘要：利用GDS雙向動(dòng)三軸儀對(duì)飽和軟黏土進(jìn)行雙向激振循環(huán)荷載試驗(yàn)，研究了循環(huán)應(yīng)力比、徑向循環(huán)應(yīng)力比、初始剪應(yīng)力等因素對(duì)軟粘土動(dòng)應(yīng)變、動(dòng)孔壓、應(yīng)力路徑、臨界循環(huán)應(yīng)力比、循環(huán)軟化等特性的影響。以轉(zhuǎn)折應(yīng)變?yōu)槠茐臉?biāo)準(zhǔn)，得到了雙向激振下軟粘土的動(dòng)強(qiáng)度曲線。在試驗(yàn)基礎(chǔ)上，確定了杭州飽和軟黏土的

4、門檻徑向循環(huán)應(yīng)力比，建立了雙向激振下軟黏土的軟化指數(shù)模型以及反映每一次循環(huán)內(nèi)軟黏土軟化規(guī)律的無量綱化剛度軟化模型。通過修正的Duncan-chang模型來模擬初始骨干曲線，通過引入軟化指數(shù)模型對(duì)Iwan模型進(jìn)行修正，以每一次循環(huán)過程中循環(huán)軟化模型作為Masing準(zhǔn)則的放大系數(shù)對(duì)雙向激振循環(huán)荷載作用下不同試驗(yàn)條件的動(dòng)應(yīng)力－應(yīng)變關(guān)系進(jìn)行了描述。通過計(jì)算結(jié)果和試驗(yàn)數(shù)據(jù)的對(duì)比分析表明，修正后的模型能正確反映雙向激振下土體的循環(huán)特性。關(guān)鍵詞：雙向激振，循環(huán)荷載，軟黏土，應(yīng)力-應(yīng)變，軟化通透肋式拱梁傍山隧道受力變形特征分析

5、陳善雄，余飛（中國(guó)科學(xué)院武漢巖土力學(xué)研究所巖土力學(xué)與工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，武漢430071）摘要：針對(duì)傳統(tǒng)傍山隧道的缺陷，在對(duì)淺埋傍山隧道受力特點(diǎn)系統(tǒng)分析的基礎(chǔ)上，提出了一種新型隧道結(jié)構(gòu)型式－通透肋式拱梁隧道。通透肋式拱梁隧道作為一種全新的隧道結(jié)構(gòu)型式，尚無成熟的設(shè)計(jì)和施工經(jīng)驗(yàn)可供借鑒。因此，結(jié)合實(shí)際工程，研究通透肋式拱梁隧道結(jié)構(gòu)變形與受力特征，探討相應(yīng)的設(shè)計(jì)計(jì)算方法、變形控制技術(shù)和施工方法，具有重要的理論意義和工程應(yīng)用價(jià)值。系統(tǒng)地開展了通透肋式拱梁隧道施工過程數(shù)值模擬研究，全面揭示通透肋式拱梁隧道變形與受力特征

6、及其演變規(guī)律。對(duì)拱頂山坡穩(wěn)定性進(jìn)行了數(shù)值模擬研究，研究表明：未對(duì)拱頂山坡進(jìn)行錨固的條件下直接開挖洞室，拱頂山坡的位移很大，整體呈現(xiàn)向洞內(nèi)塌落的趨勢(shì)，尤以拱頂部位的位移最大，總位移達(dá)35.04mm。拱頂山坡全風(fēng)化和強(qiáng)風(fēng)化巖層內(nèi)的拉應(yīng)力較大，內(nèi)側(cè)拱腳的主壓應(yīng)力較大，塑性分布區(qū)從開挖面拱腰部位垂直向上擴(kuò)展，直至坡面，拱頂山坡處于不穩(wěn)定狀態(tài)。隧道開挖打破了拱頂山坡的自然平衡狀態(tài)，全~強(qiáng)風(fēng)化巖層向下向山坡外側(cè)變形，拱頂出現(xiàn)較大的受拉塑性破壞區(qū)，隧道切入山坡的深度是影響拱頂山坡巖體松弛范圍的主要因素。基于拱頂山坡變形受力特

7、征和巖體松弛范圍，提出了橫向管棚注漿的加固方案。針對(duì)先暗后明，即先開挖主洞室，爾后整體施做肋式拱梁、二次襯砌等隧道主體結(jié)構(gòu)（方案一）與先明后暗，即先施做隧道外側(cè)肋式拱梁，爾后開挖主洞室，最后形成內(nèi)側(cè)襯砌體（方案二）等兩種設(shè)計(jì)方案，系統(tǒng)研究通透肋式拱梁隧道變形與受力特征。隧道開挖過程中，拱頂風(fēng)化巖層向下向坡外變形顯著，仰拱部位圍巖出現(xiàn)回彈變形，方案二中先期施做的肋式拱梁結(jié)構(gòu)以水平位移為主。比較而言，先開挖洞室較先施做肋式拱梁的圍巖變形要大，但在對(duì)拱頂山坡進(jìn)行有效支護(hù)的條件下，兩種方案圍巖變形的整體差異不大，整體變

8、形較小，最大變形值為4mm左右。隧道內(nèi)側(cè)拱腳圍巖出現(xiàn)應(yīng)力集中，壓應(yīng)力水平較高，拱頂山坡圍巖無明顯的拉應(yīng)力分布，比較而言，先開挖洞室較先施做肋式拱梁的圍巖應(yīng)力水平要高，但差異不大。兩種不同的設(shè)計(jì)方案中，隧道結(jié)構(gòu)物應(yīng)力分布和應(yīng)力水平存在明顯的差異，方案一先期開挖洞室釋放了圍巖偏壓應(yīng)力，隧道結(jié)構(gòu)物應(yīng)力水平不高，最大壓應(yīng)力為3.08MPa，最大拉應(yīng)力達(dá)到1.35MPa，分布較均勻；而方案二先期