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浅埋隧道施工扰动下含空洞地层破坏演化规律试验研究

张成平  张旭  李贺  张顶立  
【摘要】:地层中隐伏空洞的存在是浅埋隧道施工安全事故的重要诱因。通过模型试验,系统研究了浅埋隧道施工扰动下隐伏空洞位置和数量变化对地层破坏的影响规律。模型试验结果表明:1浅埋隧道施工扰动下,含空洞地层较无空洞地层的破坏进程更为快速,破坏程度更为剧烈,导致的地面塌陷范围更广。2浅埋隧道邻近地层空洞施工过程中,空洞往往会成为隧道周边围岩破坏的起点,施工前对邻近的地层空洞进行有效处理是防控安全事故的基础。3地层空洞位置和数量的变化会显著改变围岩破裂面角度和破裂面对称性等几何特征,使得地层破坏的发展演化规律更为复杂。4当地层空洞位于隧道斜上方时,空洞对侧(无空洞一侧)区域地表裂缝的出现时间要早于空洞一侧区域,且空洞对侧区域地表裂缝的数量和尺寸均明显大于空洞一侧区域,这也为浅埋隧道施工过程中通过观测地表裂缝分布来推断地层空洞的位置提供了依据。

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