【摘 要】
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我国西部地区地质条件复杂,构造发育和断层分布较广。该区域地下隧道存在埋深大、地应力高且应力差较大、构造应力场复杂、结构面分布特征多变、层状岩体各向异性等较为复杂的工程地质问题,导致其选线和施工都面临着相当严峻的考验。在复杂地质构造背景下,层状岩体的力学特性受结构面影响较大,开挖卸荷后其破坏机制以及破坏模式与其它岩体相比存在显著不同。因此,开展高地应力下的深埋隧道层状围岩力学特性研究以及变形等级评估
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我国西部地区地质条件复杂,构造发育和断层分布较广。该区域地下隧道存在埋深大、地应力高且应力差较大、构造应力场复杂、结构面分布特征多变、层状岩体各向异性等较为复杂的工程地质问题,导致其选线和施工都面临着相当严峻的考验。在复杂地质构造背景下,层状岩体的力学特性受结构面影响较大,开挖卸荷后其破坏机制以及破坏模式与其它岩体相比存在显著不同。因此,开展高地应力下的深埋隧道层状围岩力学特性研究以及变形等级评估工作对现场的设计和施工有着重要的指导意义。全文主要从以下角度进行了研究:（1）结合现场地质条件以及勘测资料,对川藏铁路多吉隧道、多木格隧道、郑万铁路保康隧道进行了工程地质条件分析,主要以层状板岩和页岩为研究对象,并拟定了研究的技术路线。（2）基于板岩在饱和状态下与非饱和状态下的单轴和三轴压缩试验对比结果,分析了板岩遇水软化特点以及显著的各向异性特征对实际工程建设的影响。（3）基于页岩电镜扫描试验结果,从细观尺度下,分析了不同层理倾角的页岩破坏面特点,从宏观角度研究了不同层理角度、围压下页岩的力学变形特征,分析了页岩的长期强度特征、流变特征。（4）通过页岩蠕变过程中的循环加卸载试验,分析了页岩蠕变过程中的参数损伤演化特点以及长期力学特性,为后续的设计、岩体开挖、稳定性研究提供了参考。（5）基于板岩的力学变形特性、物性试验分析以及遇水软化性质等,分析了多吉隧道和多木格隧道围岩变形机制,并结合该区域工程地质条件和线路方案提出了考虑层状倾角的围岩变形判据,得到了各级别变形的区段划分以及占比结果。（6）利用FLAC3d数值计算,对层状页岩的变形破坏特征进行了数值模拟,得到不同层理夹角情况下隧洞围岩的变形和塑性区演化规律,并结合现场实际监测数据,对支护时机、支护方式进行了讨论分析。图[54]表[21]参[52]
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