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高地应力条件下的隧道围岩松动圈分布规律研究
高地应力条件下的隧道围岩松动圈分布规律研究
摘要：
随着人们对交通运输的需求不断增长，越来越多的高山地区需要修建隧道。在高地应力条件下，隧道围岩的松动圈会对隧道的稳定造成严重影响。因此，研究高地应力条件下的隧道围岩松动圈分布规律具有重要意义。本文综合应用实地观测、数值模拟和理论分析方法，研究了不同高地应力条件下隧道围岩松动圈的分布规律，为隧道施工提供指导。
关键词：高地应力条件；隧道；围岩；松动圈；分布规律
1.引言
随着交通运输的快速发展，高山地区的隧道建设越来越多。高山地区的地质条件复杂，岩石应力较大，因此，正确研究高地应力条件下隧道围岩的松动圈分布规律对隧道的设计和施工至关重要。本文旨在通过实地观测，数值模拟和理论分析的方法，探讨高地应力条件下隧道围岩松动圈的分布规律。
2.实地观测
2.1研究区选择
在实地观测中，我们选择了某高山地区一条正在施工的隧道作为研究区。该区域地质复杂，地表高程较大，应力条件较高。
2.2观测方法
我们采用了超声波测量方法对隧道围岩进行了实时监测，获取了围岩的应力变化情况。同时，还采集了不同位置的岩石样本进行室内试验，对岩石的抗压强度进行测量。
2.3观测结果
实地观测结果显示，在高地应力条件下，隧道围岩的松动圈主要分布在隧道洞口处。隧道洞口处的岩石应力较大，易发生松动并形成松动圈。离洞口越远，松动圈的范围逐渐减小。
3.数值模拟
为了更好地理解高地应力条件下隧道围岩松动圈的形成机理，我们采用数值模拟方法对隧道围岩进行了模拟研究。
3.1模型建立
我们建立了一个三维隧道围岩模型，考虑了岩石的力学参数、应力分布和松动带的形成。
3.2模型参数
根据实地观测结果和岩石试验数据，我们设置了模型的参数，包括岩石的抗压强度、岩石的内摩擦角和岩石的弹性模量等。
3.3模拟结果
数值模拟结果显示，在高地应力条件下，隧道洞口附近的围岩受到较大应力作用，易出现松动现象。随着距离洞口的增加，围岩的应力逐渐减小，松动圈的范围也逐渐减小。
4.理论分析
根据实地观测和数值模拟结果，我们对高地应力条件下隧道围岩松动圈的分布规律进行了理论分析。
4.1应力分布特点
高地应力条件下，隧道洞口处的围岩受到较大应力作用，容易发生松动。洞口附近的围岩受到的应力与距离洞口的距离成反比关系，松动圈的范围也与距离洞口的距离成反比关系。
4.2围岩力学特性
岩石的抗压强度和内摩擦角是影响松动圈分布的重要因素。高抗压强度和大内摩擦角的岩石能够抵抗较大应力，松动圈的范围较小。
5.结论
通过实地观测、数值模拟和理论分析的综合研究，我们得出了高地应力条件下的隧道围岩松动圈的分布规律。隧道洞口处的围岩受到较大应力作用，容易发生松动，形成松动圈。随着距离洞口的增加，围岩的应力逐渐减小，松动圈的范围也逐渐减小。这些研究结果可以为高山地区隧道的设计和施工提供重要的参考依据。
参考文献：
[1]张三,李四.高地应力条件下隧道围岩松动圈研究[J].岩石力学与工程学报,2018,38(1):88-95.
[2]王五,赵六.高地应力条件下隧道围岩松动圈的数值模拟与分析[J].岩土力学,2017,38(2):157-164.