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《秦嶺隧道在深埋高地熱條件下圍巖變形粘彈性分析》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內(nèi)容在工程資料-天天文庫。
1、990308巖石力學與工程學報CHINESEJOURNALOFROCKMECHANICSANDENGINEERING1999年第18卷 第3期Vol.18 No.31999秦嶺隧道在深埋高地熱條件下圍巖變形的粘彈性分析*劉保國 楊英杰 張 清摘要 根據(jù)秦嶺隧道圍巖在不同溫度下的蠕變試驗結(jié)果，用粘彈性理論對處于深埋高地熱條件下的隧道圍巖粘彈性變形進行了定量的分析，指出了高溫與常溫條件下圍巖變形存在的差異及高溫條件下可能帶來的問題，對及早預防高地熱引起的災害有積極的作用。關鍵詞 隧道，高地溫，圍巖變形，粘彈性分類號 U459.1，TU451VISCO-EL
2、ASTICALANALYSISOFSURROUNDINGROCKDEFORMATIONOFQINLINGTUNNELATGREATDEPTHANDHIGHGROUNDTEMPERATURELiuBaoguoYangYingjieZhangQing(NorthernJiaotongUniversity,Beijing100044)AbstractAccordingtocreeptestresultsofsurroundingrockofQinlingtunnelunderdifferenttemperatures,visco-elasticaldefor
3、mationofsurroundingrockatgreatdepthandhighgroundtemperatureisanalysedquantitativelyusingvisco-elasticaltheory.Existingdifferenceofsurroundingrockdeformationbetweennormalandhightemperatureandproblemsathightemperaturearepointedout.Thishaspositiveeffectforpreventingearlydisastercau
4、sedbyhighgroundtemperature.Keywordstunnel,highgroundtemperature,deformationofsurroundingrock,visco-elastisity1 前 言秦嶺隧道是目前我國建造的最長鐵路隧道，采用單線雙孔，每孔的長度均大于18km。隧道穿過地區(qū)具有埋深大、地溫高的特點，根據(jù)深孔鉆探測溫資料顯示，嶺脊地段的最大埋深達1600m，巖溫預計將達到39.27°C。并且在這一地區(qū)存在明顯構(gòu)造地應力，根據(jù)秦鉆1～5孔地應力測量結(jié)果表明，最大水平地應力將達到27.3MPa。這表明，秦嶺隧道的施
5、工將在高地溫、高地應力的環(huán)境下進行?！ 「鶕?jù)工程地質(zhì)勘測的結(jié)果，秦嶺隧道穿過地段的巖體主要是混合片麻巖，在進出萬方數(shù)據(jù)file:///E
6、/qk/yslxygcxb/yslx99/yslx9903/990308.htm（第1／9頁）2010-3-2313:16:11990308口地段間有少量的混合花崗巖和含綠色礦物的混合花崗巖。鉆孔巖芯測量結(jié)果表明，隧道穿過的地段不同，圍巖的強度也各不相同，單軸抗壓強度從107.6～195.0MPa不等［1］，除少數(shù)斷層帶附近巖體比較破碎外，其他絕大部分地段圍巖的強度均很高，屬于堅硬致密的巖體。然而在上述高地溫、高地熱
7、條件下，Ⅱ線平導圍巖將處于長期裸露狀態(tài)，直至二次擴大斷面至設計斷面后進行永久支護需要兩年半或更長時間；Ⅰ線TBM施工的支護也要滯后掘進面70～80m進行，在此期間圍巖的變形隨時間的增長是否會影響到圍巖的穩(wěn)定是本課題研究的主要方面。本文就是模擬上述的環(huán)境條件，在對現(xiàn)場爆破施工中獲得的巖樣進行一年多不同溫度蠕變試驗基礎上，初步得到圍巖的蠕變規(guī)律，繼而從理論上對毛洞條件下圍巖的蠕變變形進行了初步分析。2 試驗情況簡要介紹本次試驗在中國科學院地球物理研究所進行。巖樣取自現(xiàn)場爆破施工中的巖塊，加工成直徑2.5cm，高5.0cm的試塊。共進行了5個斷面15個試塊在
8、不同溫度下的單軸壓縮蠕變試驗，試驗首先是將試塊貼上應變片，放入到一種簡易的液壓加載設備中，再把整個加載設備置入到一個保溫桶中，保溫桶下部有加溫用的電爐，加載油管、電爐導線、應變片和溫度傳感器的信號線集中從保溫桶中引出；然后加溫24h以上，以便使得試塊的溫度保持內(nèi)外均勻，桶內(nèi)的溫度通過溫度傳感器由外部的溫控儀控制，使得桶內(nèi)的溫度始終保持在50±0.1°C；最后由外部的液壓控制臺進行加載，加載有兩種方式：一是一次加到合適的載荷保持不變，觀測應變隨時間的變化；二是比例加載，最后通過疊加獲得不同級載荷下應變隨時間的變化，每次試驗的觀測時間約三周。本文所用的試驗
9、數(shù)據(jù)是混合片麻巖的典型試驗結(jié)果，混合花崗巖的蠕變試驗目前仍在進行。3 圍巖變形的粘彈性分析3.
