1隧道圍巖穩定性影響因素分析現狀

　　1.1 地質結構地質結構是多因素的綜合影響，其中軟弱結構面是影響隧道圍巖穩定的一個重要因素，所謂軟弱結構面是指相對發育軟弱的結構面，即張開度較大，充填物較差，成組性好，規模較大，有利于滑移的優勢方位的結構面。由于結構面產狀不同，與洞軸線的組合關系不同，對隧道工程圍巖穩定的影響程度亦不相同。這些結構面是巖體中的薄弱部位，它們的力學強度較低因此，巖體軟弱結構面分布狀況經常是圍巖穩定與否的控制性因素。

　　1.2地應力水平圍巖地應力因素對隧道工程圍巖穩定性的影響是眾所周知的，特別是高初始應力的存在。巖石強度與初始應力之比（Rc/σmax）大于一定值時，可以認為對洞室圍巖穩定不起控制作用，當這個比值小于一定值時，再加上洞室周邊應力集中結果，對圍巖穩定性或變形破壞的影響表現就顯著了。海底隧道由于其處于海底，圍巖前期固結壓力較大，巖體在海水壓力和自重應力下已經固結，海水壓力即使是淺海地區也有幾百千帕，對于海底軟巖或是含軟弱結構面的巖體，巖石強度較低，Rc/σmax值較小，隧道拱底兩側會發生嚴重的應力集中現象，此外弱層內部會出現較大面積的塑性區。

　　1.3地下水地下水的存在及活動使它在隧道周圍產生水利學的、力學的、物理和化學的作用幾乎總是不利于洞室的穩定。這種不利的作用大致體現在三個方面：①由于洞室開挖，地下水有了新的排泄通道，因此在洞周會產生滲壓梯度。而且經常是不對稱指向洞內的附加體積力，增加了周圍巖石向洞內的擠壓力；②潤滑作用。③軟化作用。

　　1.4 隧道圍巖穩定性理論研究現狀①力學分析方法。從19世紀人類對松散地層圍巖穩定和圍巖壓力理論進行研究開始到現在，圍巖壓力理論主要經歷了古典壓力理論、散體壓力理論及現在廣泛應用的彈性力學理論、塑性力學理論。實際工程中，隧道開挖后由于卸荷作用使圍巖應力進行重分布，并出現應力集中。如果圍巖應力處處小于其彈性極限強度，這時圍巖處于彈性狀態。反之圍巖將部分進入塑性狀態，但局部區域進入塑性

瀝青麻絮是將麻絮和有本公司的技術人員研發的一款具有防腐性瀝青為主要材料的添加劑里面的一款產品。瀝青及添加劑加熱溶解后與麻絮混合拌和均勻，作為道路結構物沉降縫、伸縮縫的填縫材料。主要用于作道路結構物沉降縫、伸縮縫的填縫材料等工程的建設。本產品施工非常方便，替代了原有的麻煩施工方法。我們一般是桶裝的，只需要采購后，取出來就可以使用。主要起防水、防雜物進入沉降縫內的作用，在填塞過程中，應填塞密實、牢固，在材料選用上，要選用優質合格的材料，麻絮為新的未變質的麻絮。

狀態并不意味著圍巖將發生坍落或失穩。因而研究圍巖穩定就不能不考慮塑性問題，芬納（Fenner）一塔勃（TalobreJ）和卡斯特奈（KasterH）等給出了圍巖的彈塑性應力圖形。對于深埋隧道，因其埋深大，圍巖大都表現出強烈的流變特性，而軟弱圍巖，其本身就具有明顯的流變特性。因此，流變理論逐漸被引用到圍巖穩定性分析的研究中。朱素平[1]等提出了以對數函數描述巖石蠕變的粘彈性模型進行圍巖穩定性的力學分析。日本學者西原在巖石流變試驗資料的基礎上，建立了能反映巖石彈－粘彈－粘塑性特性的西原模型。②數值計算方法。隨著計算機技術的迅猛發展，各種數值計算方法越來越多地被應用到圍巖穩定性的分析中，如有限差分法、有限元法、邊界元法、離散元法等。有限元法是一種較早、較成熟的巖體數值分析方法，其有限元模型一般有彈性、彈塑性、粘彈性、粘塑性、粘彈塑性等。

　　2圍巖穩定性分析方法

　　2.1 解析分析法解析分析法是指通過對地質原型的高度抽象，得出簡單的計算模型，借助數學力學工具來計算圍巖中的應力分布狀態，進行圍巖穩定性評價。但解析法分析圍巖應力和變形目前多限于深埋地下工程，對于受地表邊界和地面荷載影響的淺埋隧道圍巖分析在數學處理上存在一定的困難。特別在巖體的應力一應變超過峰值應力和極限應變，圍巖進入全應力應變曲線的峰后段的剛體滑移和張裂狀態時，解析法便不再適宜了。另外，對工程實際中經常遇到的多孔、非均質及各向異性等問題，現今解析方法幾乎是無法解決的，只能借助數值法來求解。

　　2.2 圖解分析法通過作圖來分析結構面之間、結構面和開挖臨空面之間的空間組合關系，確定出在不同工程部位可能形成塊體的邊界，進而分析其穩定性。常用的作圖法有赤平極射投影分析法、實體比例投影分析法和關鍵塊體分析法。在應用赤平極射投影和實體比例投影分析法進行地下工程圍巖穩定分析方面，中科院地質所的王思敬院士、孫玉科教授、劉竹華教授和楊志法教授等進行了系統的、開拓性的研究，取得了大量的成果，開發出相應的計算分析軟件，出版了多部專著。

　　2.3 物理模擬法基于相似性原理和量綱分析原理，通過模型或模擬試驗的手段來研究圍巖中的應力分布狀態以及穩定性。常用的方法主要有相似材料法（也稱模型試驗）、離心試驗和。光測彈性法。尤其是相似材料法，能較好地模擬巖體的物理力學性能以及節理裂隙等構造情況，考慮圍巖與支護結構之間的共同作用，應用較為廣泛。

　　3結束語

　　對海底隧道的研究是一個發展的過程，其理論隨著現代試驗設備和試驗技術逐步發展日趨完善，此外，對海底隧道圍巖穩定的分析要與具體工程相結合，通過工程實際來驗證，并根據實測結果對模擬和室內試驗結果的修正是隧道研究的一個很重要的途徑。