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含水率对昔格达地层隧道围岩稳定性影响及控制技术研究 隧道工程是近年来建设速度较快的一类工程,其修建往往伴随着大量的复杂工程地质问题,其中最重要的问题是围岩稳定性。在工程建设过程中,地下水是诸多因素中的一个重要影响因素。随着隧道深度的增加,地下水难以排出,会导致围岩中含水量的增加,对隧道围岩的稳定性造成影响。因此,隧道工程中含水率对围岩稳定性的研究与控制技术显得特别重要。 一、含水率对围岩稳定性的影响 隧道工程中含水率对围岩稳定性产生影响的主要原因是含水率增加后围岩的力学性质发生变化,如抗压强度、剪切强度等均会有所下降。此外,含水率增加也会对围岩中的土体微结构造成影响,导致土体的稳定性降低。 1.抗压强度变化 含水率增加后,土体中的黏土和泥质矿物颗粒会形成粘聚剂,使得土体的压缩性增加,从而导致抗压强度的降低。研究表明,在干燥的围岩中,抗压强度是含水率的函数,含水率增加1%,抗压强度降低的幅度约为1%~5%。 2.剪切强度变化 含水率增加会降低土体中的内聚力,使得土体的剪切强度下降。研究表明,含水率的增加对黏土的剪切强度影响较大,其变化趋势与抗压强度相似。而对于砂土、石英砂等非粘性土壤来说,含水率对剪切强度的影响相对较小。 3.土体微结构变化 含水率增加后,水分子会占据土壤孔隙空间,导致土体的孔隙率增加。同时,水分子本身又具有一定的表面张力,这种张力会导致水分子对围岩形成一定的吸力,从而对土体内的胶粘物质形成影响。除此之外,含水率增加还会导致胶粘物质的颗粒化、组合和沉降。这些微观层面上的变化,都导致围岩整体稳定性的下降。 二、含水率对隧道围岩稳定性的控制技术 1.合理的水文地质调查与设计 在隧道工程设计中,必须充分考虑周边地层中的地下水情况,做好水文地质勘探工作,合理选择隧道的位置和设计方案,并选用合适的建设技术。在施工过程中,也必须根据地下水的变化及时调整施工方案,避免水流碰撞和围岩成分变化对围岩稳定性产生的影响。 2.微注浆加固技术 微注浆加固技术通常用于围岩中含水率较高并且崩塌颗粒较小的地层中。该技术主要是通过微透镜让注浆液体渗透到围岩中细微的空隙内部,从而使得围岩中的裂缝、空隙等得到填充,增强围岩整体的稳定性。因此,在围岩含水率高的情况下,微注浆加固技术能够很好地提高围岩的抗拉、抗剪强度及承载能力,保障隧道工程建设的安全。 3.使用地震监测技术 地震监测技术可以用于隧道工程中的岩溶、构造破碎地层和火山地层等地区的快速评估与监测。在地震监测中,可以通过快速获得周围地层的围岩稳定系数,实时观测岩体稳定情况,以便及时调整施工方案,以最大程度地保证工程的稳定性和安全性。 总之,含水率是影响隧道工程围岩稳定性的一个主要因素。随着围岩含水率的增加,围岩的力学特性会发生变化,从而导致围岩的稳定性下降。因此,在隧道工程中,选择合适的建设技术、合理的水文地质调查、使用微注浆加固技术以及使用地震监测技术,都是控制隧道围岩稳定性的有效手段。同时,在施工过程中也要对围岩的变化情况进行实时监测,及时进行调整和处理,以保证施工的顺利进行和工程的安全性。