新型巖土相似材料的研制及在分岔隧道模型試驗中的應(yīng)用.pdf

1、西部大開發(fā)戰(zhàn)略決策的實施，促進(jìn)了西部地區(qū)高等級公路建設(shè)的迅猛發(fā)展，穿越山嶺地區(qū)的公路隧道也越來越多。由于地形條件的限制和減少工程造價的考慮，正在施工建設(shè)的滬蓉西高速公路八字嶺隧道出口采用分岔式形式。分岔式隧道目前在國內(nèi)外建成并投入使用的例子并不多，由于涉及到分離段、小間距段、連拱段和大拱段施工，復(fù)雜的受力結(jié)構(gòu)、頻繁的工序轉(zhuǎn)換給施工帶來了一定的難度。如何確保分岔式隧道的快速施工和安全，是分岔隧道建設(shè)的關(guān)鍵。 本文以八字嶺分岔隧道這

2、一實際工程為背景，通過模型試驗和數(shù)值分析這兩種研究巖土工程的重要手段來研究分岔隧道施工過程的穩(wěn)定性。本論文重在三維地質(zhì)力學(xué)模型試驗。 正確地選擇相似材料是能否正確模擬工程原型的關(guān)鍵，本文在調(diào)研了相似材料研究的現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，分析了相似材料選擇與組合的原則。借鑒前人的經(jīng)驗，通過大量的配比試驗，我們研制了一種新型的相似材料(簡稱：鐵晶砂膠結(jié)料，即IBSCM)，這種材料用鐵精粉、重晶石粉、石英砂作為骨料，松香、酒精溶液作為膠結(jié)劑，石膏

3、作為調(diào)節(jié)劑混合而成。通過大量的力學(xué)試驗和對試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，我們總結(jié)出了影響這種相似材料力學(xué)參數(shù)的若干因素，并通過Excel，SPSS等軟件分析了單個因素和多個因素對某一力學(xué)參數(shù)的影響，最后得到：新材料具有容重高、強度與彈模低、性能穩(wěn)定、易于購買，價格便宜、易干燥、易于加工堆砌、可重復(fù)使用的特點。它可以模擬范圍較廣的巖體材料，是一種比較理想的地質(zhì)力學(xué)模型相似材料。 確定好相似材料后，就進(jìn)行模型的制作，開挖，檢測。并把模型試驗的