隧道围岩大变形分类及展望

为清晰完整地认知隧道围岩大变形,方便后续的深入、具体研究。基于既有研究内容,将具有明显时间效应和塑性变形,产生的变形超过了规范允许的变形量且严重影响隧道工程的正常使用,最终导致隧道丧失整体结构稳定性的围岩变形现象定义为隧道围岩大变形;从变形成因角度重新划分隧道围岩大变形的类型为:膨胀型、高地应力软岩型、黄土型、高地温型和复合型;归纳总结不同类型隧道围岩大变形的变形机制、本构模型、支护理论等,并总结针对不同类型围岩大变形现象采取的控制措施和施工方法。在此过程中,针对存在的不足提出未来可能的发展趋势:1)完善隧道围岩大变形机制,并通过现场检测、模型试验与有限元分析模拟总结出隧道围岩大变形规律以及受力特点,为工程实践提供科学依据,实现大变形的精确支护。2)统一不同类型的隧道围岩大变形分级控制措施。由于工程的多变复杂和特殊性,难以总结出普适性的大变形分级控制措施,但基于大量的隧道围岩大变形案例,制定出不同类型隧道的围岩大变形分级控制措施依然具有很高的工程参考价值。

隧道围岩构造软岩大变形发生机理及分级方法

通过系统分析国内外隧道围岩大变形案例,发现应力场、地质构造、地层岩性等因素是驱动隧道围岩大变形孕育发生的根本条件,并严格受构造控制,进而提出构造软岩大变形的基本概念;根据大变形的构造控制理念与发生机理,对隧道构造软岩大变形分类进行了重新界定(断层型、碎裂型和小夹角型)。以岩石强度应力比为基础,突出构造运动影响,量化考虑地层时代、优势结构面产状、岩石强度、岩层厚度、岩体完整性5个影响因素,提出适用于不同地质勘察阶段的隧道围岩大变形分级方法。利用垭口隧道、盐边隧道、新林隧道等18个隧道围岩大变形案例,对本文提出的构造软岩大变形分级方法进行系统验证,表明本文提出的分级方法具有较好的适用性。研究成果对隧道围岩大变形发生机理认识、大变形灾害判识与控制均具有重要指导意义。