膨胀性泥岩铁路隧道变形机理与仰拱底鼓控制技术研究

为揭示膨胀性泥岩铁路隧道仰拱底鼓变形机理并提出对应控制措施，以西(宁)至成(都)铁路膨胀性泥岩隧道为背景，采用室内试验、数值模拟、案例调研等方法开展研究。结果发现：膨胀性泥岩在浸水后物理力学参数明显降低，随着浸水时间增加，降低速率逐渐减小，其膨胀系数为4.8%;FLAC^3D中的应变软化模型通过湿度应力场与温度应力场的转化能较好模拟膨胀性泥岩浸水后的参数衰减效应，当初始含水率分别为5%、15%、25%时，膨胀力试验结果分别为37.84,123.90,189.06kPa;随着水位上升，隧周孔隙水压力逐渐增大，当地下水位分别为Z=-5 m、Z=0 m、Z=5 m、Z=10 m、Z=15 m、Z=30 m时，隧周最大孔隙水压力分别为0,100,125,200,250,350 kPa,仰拱底部随软化系数的增加由沉降逐渐变为隆起，隧底围岩软化及上部挤压造成的剪切破坏是仰拱底鼓的最大诱因；随着仰拱矢跨比增加，二次衬砌弯矩减小，拱底和墙脚位置二次衬砌弯矩减小值较大，因此仰拱底部受力得到优化；适当提高仰拱矢跨比，采用全环钢架+钢筋混凝土衬砌、加强基底排水、采用基底换填或管桩加固等措...