泥质石灰岩地层高速铁路隧道底鼓原因分析

徐怀仁

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针对泥质石灰岩地层高速铁路隧道底鼓现象,为底鼓整治措施提供理论依据和数据支撑,依托西成高铁ZJY隧道,通过分析隧道监控量测、仰拱填充及轨道板结构变形、底部围岩变形和仰拱结构受力数据,研究隧道底部荷载分布特征及对结构的影响。采用分析隧道初始应力场和开挖应力场的方法,结合岩体物质成分及微观结构鉴定、膨胀性和蠕变试验,以应力场为纽带,提出隧道周边岩层的物理力学分区,建立隧道分层差异蠕变模型。研究结果表明:1)隧道底鼓是岩体蠕变造成的。2)隧道开挖后底部应力重分布影响区中靠近仰拱的15 m范围内微晶结构方解石发生大量持续蠕变造成底鼓变形。3)模型显示,隧道开挖前地层岩性差异形成不均匀的初始应力场,隧道开挖后在仰拱下方不同深度将形成多个承载区,深浅承载区内岩性差异的岩体同时发生蠕变变形。4)隧道开挖前地层中存在蠕变现象,同一岩性地层内水平差应力中位数较最大值降低超25%。5)隧道开挖后泥灰岩地层蠕变成分最高达80%左右,发生蠕变的差应力门槛,约5 MPa(下限)。6)蠕变试验显示,在隧道等效圆仰拱下方0.5 m左右,可能存在蠕变的差应力峰值,约15 MPa(上限),推测仰拱接触应力的峰值可能在1 MPa左右。

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来源
《隧道建设（中英文）》 |2023年第6期|1075-1088|共14页
作者
徐怀仁;
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作者单位

中铁二院工程集团有限责任公司;

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原文格式 PDF
正文语种 chi
中图分类铁路隧道;
关键词
高速铁路隧道; 蠕变; 底鼓; 荷载; 仰拱; 泥质石灰岩;

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