平行褶皱构造对隧道围岩变形的影响研究

发布时间：2024-03-05 05:07

　　岩层受力弯曲变形形成褶皱构造,隧道穿越褶皱地质构造时,在复杂地质构造及地应力条件影响下,隧道围岩容易发生变形破坏,影响隧道的稳定性。针对隧道在平行于褶皱轴线穿越平行褶皱构造地质时的围岩变形问题,文章采用有限差分法并结合实际工程中褶皱构造的隧道围岩进行了数值模拟计算,探究了隧道围岩的变形规律,提出了控制围岩变形的思路。结果表明,隧道在平行于褶皱轴线穿越平行褶皱构造时,拱顶及仰拱部分更容易发生变形破坏,且主要集中在软弱岩层部分及软硬岩层分界面处,具体为向斜类型的软弱岩层上分界面和背斜类型的软弱岩层下分界面处,因此可考虑采用加强拱顶及仰拱围岩的位移控制,加固处理平行褶皱构造中的软弱岩层部分来减小隧道围岩变形的控制思路。

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【部分图文】：

图2褶皱分布图[17]

褶皱构造是由于岩层在构造应力下发生弯曲变形而形成的。本文所研究的平行褶皱构造模型，选取位置位于CK方案F1-1与F4-2间，该区域内隧道埋深处围岩主要为花岗岩，褶皱构造地质条件下岩性较为一致，且岩层近似于平行弯曲，对此本文采用了理想化的假设，将褶皱简化为平行褶皱，即同一岩层垂直其....

图3CK方案的隧道工程地质剖面图[17]

隧道穿越褶皱区为花岗岩层，其岩性较为均一，褶皱的成层性较好，不同岩层间的力学参数稍有差别，对于模型中软硬岩层间的连接考虑为层间节点的重合，保证位移的连续性。通过不同岩性花岗岩1和2岩层互层来实现平行褶皱构造模型，其中花岗岩2的物理力学性质相对较差，为较软弱岩层，花岗岩1和2的力学....

图4褶皱构造隧道模型

图3CK方案的隧道工程地质剖面图[17]4.2.3边界条件

图5剪切应变增量云图

由图5对比分析可知，围岩有无褶皱构造，隧道围岩的剪切应变增量分布差异较大。对于褶皱构造而言，隧道围岩剪切应变增量较大值主要集中在褶皱构造的较软岩层区域，若隧道拱顶及仰拱处的围岩为较软弱岩层时，向斜类型隧道剪切应变增量最大值集中在拱顶处，而背斜类型隧道则集中在仰拱处。隧道围岩水平方....

本文编号：3919729