城市软弱围岩隧道塌方特征及演化规律试验研究

作     者：张成平 韩凯航 张顶立 李贺 蔡义 ZHANG Chengping;HAN Kaihang;ZHANG Dingli;LI He;CAI Yi

作者机构：北京交通大学城市地下工程教育部重点实验室北京100044 

出 版 物：《岩石力学与工程学报》 (Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering)

年 卷 期：2014年第33卷第12期

页      面：2433-2442页

核心收录：

学科分类：081406[工学-桥梁与隧道工程] 08[工学] 0814[工学-土木工程] 082301[工学-道路与铁道工程] 0823[工学-交通运输工程] 

基　　金：国家重点基础研究发展计划(973)项目(2010CB732100) 国家自然科学基金面上项目(51378002) 北京市自然科学基金面上项目(8122034) 

主　　题：隧道工程 模型试验 塌方特征 围岩破坏规律 塌落拱形状 

摘      要：塌方是城市软弱围岩隧道施工过程中的主要安全风险之一,而明确塌方特征及其演化规律是防控隧道塌方的前提和基础。通过模型试验,针对均质软弱围岩深埋隧道和浅埋隧道2种情况分别研究其塌方特征和演化规律。结果表明,2种埋深条件下均表现出围岩破坏的渐进性和隧道塌方的突发性等典型特征,但也各有特点:(1)深埋隧道围岩破坏不会波及地表,塌方一般发生多次且每次均会形成短时稳定的塌落拱,并最终形成一个稳定的塌落拱,且所有塌落拱形状均表现出典型的二次抛物线特征;(2)浅埋隧道围岩破坏会波及地表并最终造成地表塌陷,围岩破坏过程中也会形成短时稳定的塌落拱,其形状也可以用二次抛物线进行拟合;(3)深埋隧道围岩破裂面自洞室两侧边墙处开始并逐渐向上方发展,而浅埋隧道的地表则先于洞周围岩发生破裂,因此,深埋隧道塌方防控的重点应放在洞内,而浅埋隧道塌方防控的重点则应洞内和地表并举。