花岗岩蚀变程度对隧洞稳定性影响研究

作     者：张婧 吴彤 闫晓石 董金玉 石尚 

作者机构：河南省自然资源监测和国土整治院 河南省地质灾害防治重点实验室 中水北方勘测设计研究有限责任公司 华北水利水电大学 

出 版 物：《华北水利水电大学学报(自然科学版)》 (Journal of North China University of Water Resources and Electric Power(Natural Science Edition))

年 卷 期：2024年

学科分类：081504[工学-水利水电工程] 08[工学] 0815[工学-水利工程] 

基　　金：国家重点研发计划项目(2019YFC1509704) 国家自然科学基金项目(U1704243,41741019,41977249,42090052) 

主　　题：花岗岩 蚀变程度分级 蚀变矿物含量 深埋长隧洞 围岩稳定性 

摘      要：花岗岩地区隧洞工程建设时常遇到蚀变岩体，严重制约着工程的建设与安全运营。以新疆北部某深埋长输水隧洞蚀变花岗岩为研究对象，从宏观调查、现场测试和室内微观试验三个方面，以宏观和微观分析相结合的方式研究了岩石蚀变程度对其表观特征、回弹值、点荷载强度、纵波波速的降低值以及蚀变矿物含量的影响规律，建立了定性和定量相结合的花岗岩蚀变程度分级判别方法，将花岗岩蚀变程度划分为轻微蚀变、中等蚀变和强蚀变三个等级。基于隧洞围岩岩石蚀变程度等级，利用FLAC3D软件进行了数值模拟，计算了输水隧洞无支护和支护后开挖过程中围岩位移场的变化，发现洞室侧壁的位移变化较大。其中轻微蚀变和中等蚀变隧洞段围岩变形量较小，而强蚀变隧洞段出现高达212.23 cm的围岩大变形现象;采取支护措施后，轻微蚀变和中等蚀变隧洞段围岩变形量控制在1 cm以内，强蚀变隧洞段围岩变形量降低至1.91 cm，围岩变形现象得到了有效控制。