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石太客运专线越岭特长隧道地应力场特征研究

张磊  
【摘要】:存在于地球岩石及土层内的自然应力称为地应力,呈三维状态有规律分布构成地应力场。地应力场的研究,对工程实践具有重要的意义。地下工程设计之前有必要进行地应力测量与研究,特别是深埋长大隧道工程的建设往往需要地应力测量数据,掌握拟建区的地应力特征。石太客运专线的二座特长隧道位于太行山脉中南段剥蚀中低山区及山西黄土高原两大地貌单元内。沿线总的地势特点呈现为西高东低、中西部最高的不对称三角形。 本文通过对越岭长隧道区的地应力场特征研究,分别得出两隧道区的水平应力数值和最大水平主应力方向。南梁隧道04-Z_D-984孔在洞轴线附近测量得到的最大水平主应力的数值在为6MPa左右,最小水平主应力的数值在4MPa左右。太行山隧道04-Z_D-1004孔和04-Z_D-1010孔地应力测量结果表明两孔在钻孔深部的洞轴线附近,最大水平主应力数值分别约为21MPa和15MPa左右,最小水平主应力的数值分贝约为11MPa和9MPa左右,估计垂直应力的数值分别约为10MPa和9MPa左右,三向主应力的大小关系为σ_Hσ_h≥σ_V,隧道工程区主要受水平构造运动作用。同时得出附近应力值随深度的分布规律,与相邻地区以往地应力资料以及区域地质构造特征大体吻合,初步解释出该地区地壳应力场的基本特征和当前隧道区的现今基本构造格局。通过对地应力的特征分析本文对隧道工程建设采用合适的洞室形状设计、方向和施工方法等提出建议,并为灾害的预测与治理等提供更多的依据。


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