土、岩及接触面力学特性研究

我国西北陕甘地区是中国乃至世界典型的黄土分布区,土、岩交界地层是浅埋破碎围岩中常出现的一种地层条件。一般地,土、岩交界地层形成年代较短,其上覆土层孔隙大、较松散;而岩层的性质差异较大,有泥岩、页岩以及风化程度不同的花岗岩。这一独特的地质特征不仅使得隧道围岩力学性质的发生显著变化,而且水文地质条件也发生了显著的变化,导致交界处含水量明显增大。在过去的实践中,土、岩交界地层并没有引起人们的广泛注意,从而导致了许多塌方以及围岩变形过大的事故。在宝天高速公路黑岭隧道的实践中发现,土、岩交界面段围岩的最大变形达到35 cm左右。隧道之所以出现塌方和围岩变形过大,原因在于没有正确的认识土岩交界地层条件下,围岩的变形规律和开挖后围岩应力的转移,从而导致按常规设计方法提供的支护措施与实际的围岩压力不相匹配。