深埋隧道层状岩体地应力反演研究.pdfVIP

　2009 年第 4 期 水文地质工程地质 　　　　　　 ·75 · 深埋隧道层状岩体地应力反演研究 1 1 2 1 夏彬伟 ,李晓红 ,韩昌瑞 ,康 　勇 ( 1 重庆大学西南资源开发及环境灾害控制工程教育部重点实验室 ,重庆 　400030 ; 2 中国科学院武汉岩土力学研究所 ,武汉 　430071) 摘要 : 结合渝沙高速公路共和隧道地应力量测资料 ,通过调整多种组合的侧压系数 ,获得隧址区山体多组地应力 。将每 一组侧压系数下获得的测试段地应力 ,利用横观各向同性弹塑性本构模型对测试段层状岩体进行计算 ,并将计算的结果 与实测结果对比分析 ,确定出隧址区山体合理的侧压系数 ,从而得到了隧道轴线方向的初始地应力大小和方向 ,研究表 明 ,隧道轴线初始地应力与隧道的埋深和地形地貌有关 ,靠山侧初始地应力大于靠河侧 ,最大初始地应力主要集中在埋 深 500～1 000m ,即 K41 + 500～K43 + 000 里程段 ,最大初始地应力为 197MPa ,与水平面的夹角为 - 7158°。这为隧道设 计和施工提供了重要的基础资料 。 关键词 : 深埋隧道 ; 地应力反演 ; 数值模拟 ; 层状岩体 + ( ) 中图分类号 : U452 ; TU459 4 　　　　文献标识码 : A 　　　　文章编号 : 2009 　　地应力是各种地下工程稳定性评价 、工程设计和 23m ,隧道最大埋深1 000m , 围岩产状为 , 隧道轴线走 施工的重要基础资料之一[ 1～2 ] 。地应力现场测试受场 向 ,隧道沿前进方向左边靠山 ,右边毗邻乌江 ,岩层由 地 、经费和测试技术诸多因素的影响而不能大量实测 。 靠山侧向乌江方向倾斜 。穿越的地层由新到老为第四 因此 ,为更好满足工程设计和施工需要 ,在实测结果的 系全新统坡洪积层 、残积低液限粘土 ,下伏地层为二叠 基础上结合工程地质条件 ,通过数值模拟对初始地应 系 、志留系 。 力场反演分析 , 以获得地下工程区域内真实初始地应 隧址区位于四川盆地东南端 ,大娄山脉北西侧 ,属 力场 。 乌江侵蚀河谷发育的中低山峡谷地区。山脉蜿蜒 ,其 层状岩体是地下工程中经常遇到的一种岩体 ,受 走向与区域构造线基本一致 ,呈北北东 —南南西向延 ( ) 岩体的初始应力状态 、隧道的埋深走向、结构面的交割 伸 图 1 。段内山峦起伏 ,沟谷深切 ,高差悬殊 ,属于 方式以及施工方法 、加固手段等因素的影响 ,其变形和 切割较强烈的低中山区。最高海拔高程1 380m ,最低 强度特性具有明显的各向异性特征 ,与各向同性岩体 198m ,相对高差近1 200m 。自然坡度 25～45°,基岩大部 相比,其稳定性和破坏条件也表现得较为复杂[3～5 ] 。 裸露 ,地表冲沟 、切沟发育[6 ] 。