最新【精品】范文参考文献专业论文膨胀岩地层隧道结构力学特性分析膨胀岩地层隧道结构力学特性分析摘要：膨胀岩的膨胀率、膨胀力大小及分布范围影响着隧道主体结构安全。以兰新二线西宁隧道工程建设为背景，基于岩盐水理试验成果，充分考虑膨胀岩的工程地质特性，通过对比分析对隧道衬砌结构的安全性做出评价和建议，为类似工程区隧道结构设计提供一种新思路。AnalysisofmechanicalbehavioroftunnelsupportingunderswellingrockstratumC.Xu(ChinaRailwayFirstSurveyandDesignInstituteGroupLtd.Xian710043)Abstract:Thesafetyoftunnelsupportingstructureisinfluencedbyswellingratio,swellingforceanddistributionrange.UnderthebackgroundofXiningtunnelconstructionofLanzhou-Xinjiangsecondtrack,anestimateandsuggestionoftunnelliningsafetyaredonebasedonthewaterphysicalpropertiesanalysisandtheengineeringcharacteristicsofswellingrock.Itcanserveasareferenceforsimilarengineeringconstruction.Keywords:swellingrock，tunnelsupporting，mechanicalbehavior中图分类号：U451文献标识码：A文章编号：作者通讯方式：西安市雁塔区西影路2号作者简介：徐冲（1984－），男，工程师，主要从事地下工程、岩土工程方面的研究.。1.引言众所周知，膨胀岩是否会表现出其膨胀性受很多因素的制约，包括岩体的初始含水量、干密度、岩石结构等，甚至与相应工程的施工因素也密切相关，如膨胀岩在没有受到扰动时，其膨胀性是极其微弱的。本文根据岩盐（石膏岩）室内水理及力学试验，测定该类岩体膨胀率及膨胀力规模，依据《铁路工程特殊岩土勘察规程》（TB10038-2001）确定西宁隧道围岩—盐岩（石膏岩）的膨胀性等级[1]。为保证隧道施工与结构的长期安全与稳定，采用荷载-结构模型法对西宁隧道典型的膨胀性围岩地段隧道结构分别在不考虑和考虑膨胀力的两种不同情况进行结构力学特性分析，以此评价衬砌结构的安全性与稳定性。2.项目简介2.1工程概况西宁隧道位于青海省西宁市，西宁车站出站端，隧道总长5743m。隧道地质状况极其复杂，其中Ⅵ级围岩1310m，Ⅴ级围岩2740m、Ⅳ级围岩1650m。西宁隧道进口段1368m浅埋段位于西宁市区，洞身拱部基本位于黄土地层，边墙及仰拱位于细砂、卵砾石土或石膏岩、泥岩中，埋深约12～25m，下穿兰西高速公路、小北川河及多处民用建筑物，施工难度极大。2.2设计概况[2]表1V级加强围岩初期支护参数表图1膨胀岩地段V级加强双线复合式衬砌岩盐（石膏岩）地段往往伴随易溶性、膨胀性、腐蚀性三大工程特性。膨胀性作用直接影响隧道结构的耐久性、安全。针对西宁隧道岩盐（石膏岩）强发育地段，采用V级加强双线隧道复合式衬砌结构，结构设计参数见表1。3.衬砌结构安全评价3.1围岩压力计算根据《铁路隧道设计规范》（TB10003-2005）可知，计算深埋隧道衬砌时，围岩压力按松散压力考虑，其垂直及水平匀布压力的作用标准可按下列规定确定[3]。（1）垂直匀布压力可按式（1）计算确定。（1）（2）式中ω—宽度影响系数，B—坑道宽度（m）；i—B每增减1m时的围岩压力增减率：；q—围岩垂直匀布压力（kPa）；—围岩重度（kN/m3）；h—围岩压力计算高度（m）；s—围岩级别。对于膨胀岩地段V级加强型双线隧道复合式衬砌，取γ=20kN/m3，s取5，取i=0.1，根据图1坑道宽度在考虑施工预留变形量和施工误差基础上取B=15.26m，则垂直匀布压力为q=20×（0.45×2(5-1)）×（1+0.1×（15.26-5））=291.74kPa。针对膨胀性，检算时分两种工况，工况一：不考虑围岩的膨胀性，围岩压力取上述按照规范计算的结果。V级加强型的侧压力系数取0.5。工况二：考虑围岩的膨胀性，围岩压力在规范计算的结果（即工况一）基础上，加上膨胀力489kPa。计算衬砌内力时，取初衬承担围岩压力的70%，二衬承担围岩压力的50%。具体如表2所示。表2隧道衬砌计算荷载汇总3.2衬砌结构计算在衬砌检算时，要