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铁路技术创新 2024年第1期 96-104页

作者：王海亭王征王壮壮霍鹏飞陈君宝申杰汪精河中铁三局集团第六工程有限公司陕西宜君727200 西成铁路客运专线陕西有限责任公司陕西西安710000 兰州交通大学土木工程学院甘肃兰州730070

砂岩页岩互层常为软硬相间的缓倾岩层,强度和变形各向异性显著,隧道支护结构受力机理复杂。以西延高铁武家塬隧道深埋段为研究对象,在现场地质调查的基础上,采用岩石破裂软件RFPA2D建立水平砂页岩互层隧道概化数值模型,分析锚杆长度和... 详细信息

砂岩页岩互层常为软硬相间的缓倾岩层,强度和变形各向异性显著,隧道支护结构受力机理复杂。以西延高铁武家塬隧道深埋段为研究对象,在现场地质调查的基础上,采用岩石破裂软件RFPA2D建立水平砂页岩互层隧道概化数值模型,分析锚杆长度和布置方式对围岩破裂特征的影响规律,提出合理的锚杆支护参数,通过现场监测验证支护参数的合理性。研究结果表明:(1)砂页岩缓倾地层各向异性显著,隧道开挖后在软岩层中产生剪切和张拉裂缝。施加喷锚支护后,可以有效抑制隧道拱顶软硬岩层间产生的剪切滑移和张拉裂缝。(2)随着锚杆长度的增加,围岩应力状态改善,破裂区形状由X形转化为洞周月牙形,破裂范围逐渐减小,声发射数减小,围岩稳定性提高。(3)随着锚杆分布范围由拱顶局部变为全周,围岩破裂区范围减小,最大主应力值减小,声发射数减小。(4)为发挥锚杆的组合梁加固效应,应与岩层呈现大角度相交布设,锚杆长度应大于软岩层厚度并深入硬岩层。

关键词：西延高铁砂页岩缓倾地层锚杆支护围岩破裂数值模拟 RFPA

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砂页岩缓倾地层隧道围岩破坏特征及影响因素

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铁路技术创新 2024年第1期 41-48页

作者：张黎杰王天勇白银银汪精河中铁十二局集团有限公司陕西西安710000 兰州交通大学土木工程学院甘肃兰州730070

砂页岩缓倾地层常为近水平软硬互层岩体,强度和变形各向异性显著,隧道围岩稳定机理复杂。以西延高铁宜君隧道某深埋段为研究对象,在现场地质调查的基础上,采用RFPA建立砂页岩水平互层数值模型,研究无支护条件下的围岩破坏特征,分析软硬... 详细信息

砂页岩缓倾地层常为近水平软硬互层岩体,强度和变形各向异性显著,隧道围岩稳定机理复杂。以西延高铁宜君隧道某深埋段为研究对象,在现场地质调查的基础上,采用RFPA建立砂页岩水平互层数值模型,研究无支护条件下的围岩破坏特征,分析软硬岩层厚比、强度比和侧压力系数对隧道围岩破坏的影响规律,并通过现场变形监测进行验证。结果表明:(1)砂页岩缓倾岩体各向异性特征显著,隧道开挖后在拱顶产生沿层面的张拉破坏,随层厚比减小,围岩破坏范围逐渐减小。(2)强度比越小,岩体各向异性越显著,拱顶软硬层交界处易产生剪切破坏,且破坏范围越大。(3)侧压力系数为0.25时,围岩呈现X形破坏,拱顶产生张拉破坏,随侧压力系数增加,围岩破坏范围减小,呈现月牙形分布;侧压力系数为1时,围岩呈现圆环形破坏。(4)围压、层厚比和强度比的增大均可弱化砂页岩缓倾岩体的各向异性特征,声发射数减少,岩体破坏程度降低。

关键词：西延高铁隧道围岩砂页岩缓倾地层围岩破坏数值模拟 RFPA 宜君隧道

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