【摘 要】
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岩体结构面失稳是导致隧道工程失稳破坏的主要原因。目前,大部分隧道岩体工程研究成果以岩石材料本身的强度为研究对象,忽略了岩体结构对隧道稳定性的影响。因此,开展结构面影响下隧道围岩坍塌破坏机理研究对于隧道岩体工程实践具有十分重要的意义。本文以乔甸隧道为工程依托,深入勘察坍塌事故现场和收集乔甸隧道地质资料,在此基础上对乔甸隧道坍塌机理进行定性分析。通过室内外剪切试验、岩体质量指标分级等多种方式,获得乔甸
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岩体结构面失稳是导致隧道工程失稳破坏的主要原因。目前,大部分隧道岩体工程研究成果以岩石材料本身的强度为研究对象,忽略了岩体结构对隧道稳定性的影响。因此,开展结构面影响下隧道围岩坍塌破坏机理研究对于隧道岩体工程实践具有十分重要的意义。本文以乔甸隧道为工程依托,深入勘察坍塌事故现场和收集乔甸隧道地质资料,在此基础上对乔甸隧道坍塌机理进行定性分析。通过室内外剪切试验、岩体质量指标分级等多种方式,获得乔甸隧道岩块和结构面物理力学指标参数。基于离散元法3DEC并用有别于传统研究方式的强度折减方法对乔甸隧道进行数值模拟研究,通过数值模拟建立开挖卸载作用下隧道围岩坍塌破坏的分析模型,分别探讨层状岩体在不同层理角度下、不同层理斜交角度下隧道围岩的坍塌破坏机理,分析研究块状岩体在不同完整程度下隧道开挖引起的围岩坍塌机理及失稳规律,并以乔甸隧道实际坍塌事故段的模拟来验证隧道围岩坍塌破坏机理分析的合理性。基于离散元裂隙渗流模拟分析裂隙岩体渗流破坏规律,为隧道渗流坍塌破坏的处理提供可靠依据。通过研究,取得以下认识:（1）层状岩体不同层理角度和不同层理斜交角度会导致隧道围岩变形破坏区域不相同,变形破坏区扩展的方向及深度会受到较大影响,使得隧道围岩坍塌机理也不相同。（2）岩体完整性对隧道坍塌具有较大的影响,岩体完整程度增大,隧道围岩各点位移变化量均减小,围岩稳定性系数与岩体完整性系数呈正相关性,且相关性较高。（3）裂隙水压力对砂泥岩隧道坍塌也具有较大的影响,随着裂隙水压力的增大,在裂隙水压力的作用下隧道岩体向开挖面薄弱部位挤压变形,使得开挖面变形坍塌破坏。（4）采用离散元（3DEC）模拟隧道岩体工程坍塌情况较为准确,围岩变形破坏情况较为合理,对相似的工程有一定的借鉴作用。
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