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隧道建设(中英文) ›› 2024, Vol. 44 ›› Issue (9): 1811-1819.DOI: 10.3973/j.issn.2096-4498.2024.09.010
徐华1,2, 刘语诗1, 韦猛1,2, 王秋懿3, 张海涛1
XU Hua1, 2, LIU Yushi1, WEI Meng1, 2, WANG Qiuyi3, ZHANG Haitao1
摘要: 为探究王家寨隧道第三系富水半成岩物理力学性质,于现场取样开展颗粒筛分、XRD以及扫描电镜试验,并以现场试样的干密度为基准,制备重塑试样进行三轴压缩试验,研究其矿物组成、微观结构及力学特性,结合Mod-Flow模拟地下水位对隧道进行施工灾害分析。研究表明: 1)王家寨隧道第三系半成岩级配不均,具备明显的弱胶结特征,在低含水率下具有明显的水敏性与遇水软化特性。随着含水率增长,试样的抗剪强度呈先增后减趋势,当含水率为11%时达到最大值459.03 kPa;当含水率低于12%时,黏土矿物形成胶结物填充颗粒间隙,使试样黏聚力增大;随着含水率持续增大,大量的自由水赋存于颗粒间隙,造成胶结结构破坏,试样抗剪强度明显下降。2)王家寨隧道涌水模拟结果显示,2段典型的富水段掌子面涌水量分别为2 805 m3/d和5 025 m3/d,表明在隧道富水段开挖极易发生涌水灾害,且灾害涌水量偏高。3)第三系半成岩水敏性强、遇水易软化的物理力学性质,高压富水环境以及工程扰动是王家寨隧道开挖诱发地质灾害的主要因素。