红层软岩隧道围岩稳定性及支护时机研究

新奥法作为一种目前国内外地下工程建筑及隧道施工时普遍应用的方法,其原理与优势得到了广泛认可。为分析红层软岩隧道施工中的围岩稳定性和支护合理性,根据成贵高铁南厂沟隧道工程实际情况,利用实时监测的隧道围岩拱顶下沉和周边收敛数据,基于新奥法理念研究了隧道围岩的稳定状况、变形规律以及二衬支护时机。结果表明:南厂沟隧道红层软弱围岩变形可分为变形急速增加阶段、变形相对稳定阶段和变形缓慢增加阶段三个阶段;针对围岩拱顶下沉和周边收敛的合理的拟合曲线,通过拟合计算可以得到围岩变形趋于稳定的时间,并据此提出合理地判定二衬施作时间的方法,可为类似工程提供借鉴。

红层软岩膨胀力学特性试验研究

红层地区岩体膨胀变形现象显著。为研究红层软岩膨胀力学性能,采用YYP-50型岩石膨胀压力试验仪和岩石自由膨胀率试验仪对某隧洞区5种不同岩性的红层软岩进行室内膨胀特性试验,并通过pH计测定了膨胀压力试验前后水溶液的pH值。试验结果表明:该隧洞区5种红层软岩的平均膨胀压力差异明显,最低为175.13 kPa,最高可达2 080.16 kPa,膨胀力的对数与膨胀应变呈线性增长关系,膨胀压力与干密度、吸水率皆呈正相关,与初始含水率呈负相关;膨胀压力试验后5种软岩的水溶液pH值均大于7,且不同地层水溶液pH值变化率不同,膨胀压力的大小与pH值及其变化率呈正相关;5种软岩的平均自由膨胀率相对较大,纵向、径向最高可达40.8%和32.4%,平均膨胀压力与平均自由膨胀率表现出指数增长趋势。研究成果可为今后膨胀岩地区工程建设提供一定的理论支撑。