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岩性和地质构造对洞穴稳定性的影响:以不同岩性洞段为例

时间:2026-01-22 理论教育 懓樺 版权反馈
【摘要】:同一类围岩在不同的深埋条件下,因外动力作用风化卸荷程度不同,所存储的地应力能不同;因风化卸荷差异,地下水含量也不相同。在地应力较高时这种破坏模式的规模更多更大。在深埋的洞段虽然也有裂隙规律发育,切割出结构岩体,但垮塌概率不高;而在地应力作用下闭合的N50°~70°,NE∠60°~70°裂隙面,仍因高地应力作用产生回弹开裂,导致左边拱、边墙倒塌和右边拱、边墙的滑塌。

同一类围岩在不同的深埋条件下,因外动力作用风化卸荷程度不同,所存储的地应力能不同;因风化卸荷差异,地下水含量也不相同。在西端隧洞开挖过程中桩号0+000~1+200段,洞段的边坡为45°,均有谷坡卸荷和裂隙风化(时有夹泥),洞体围岩没有地应力回弹反映,但地下水滴渗较多,所以软岩及破碎岩浸水软化是围岩破坏的主要因素。

条纹和条带大理岩以及角砾状大理岩,虽然经构造作用挤压损伤破裂或破碎,但因物质组成以CaCO3为主,经过后期胶结固化,在一般情况下成洞条件尚好。

宽带大理岩(即大理岩与片岩互层),时夹岩块及蠕虫状条带,这是岩层褶皱挤压错动所造成的,其大理岩条带还时常出现糜棱岩化现象,结构酥碎。这种洞段因岩性掺杂界面光滑常出现洞体局部垮塌,如有地下水出现,对洞体围岩稳定性影响加大。(https://www.xing528.com)

在锦屏山区所有岩层,均受到同等的地质构造运动影响,发育有规律性的结构面,但这些构造裂隙面(带)的裂隙间距和密度,是与层厚成反比的(抗力性能控制),薄层状和软岩抗力性能低,裂隙密度更大,开挖后洞体在地应力作用下洞体收缩变形量也大。中厚层状板岩裂隙间距大、延伸长,结构组合切剖围岩成条块状结构体,其优势结构面为N50°~70°,NE∠60°~70°裂隙带,经NE向应力叠加多为劈理化(裂面硬绿泥石化),所以洞体围岩应力回弹松弛开裂尤为严重,导致右侧上半洞边顶拱边墙倒塌,并由此诱发左侧边顶拱偏眷型塌顶。在地应力较高时这种破坏模式的规模更多更大。

大理岩经灰岩变质而成,但有些是灰色大理岩或黑灰色大理岩,却因含碳量高而低强易碎,故在结构面上出黑色磨光,导致围岩破裂塌块、塌方。在底板开挖时,自然出现因爆破震动和应力回弹松动,出现清基“超挖”。厚—巨厚层状大理岩(灰白色、白色)层厚含碳量低,结构面上结合力也相对应较强(C值较高),裂隙面间距大,不能形成劈理化裂隙带,储能条件好。在深埋的洞段虽然也有裂隙规律发育,切割出结构岩体,但垮塌概率不高;而在地应力作用下闭合的N50°~70°,NE∠60°~70°裂隙面,仍因高地应力作用产生回弹开裂,导致左边拱、边墙倒塌和右边拱、边墙的滑塌。

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