石膏質(zhì)巖膨脹性及其對隧道仰拱影響研究
2018-06-05 09:49:28吳建勛任松歐陽汛范金洋鄧高嶺李振元
湖南大學(xué)學(xué)報·自然科學(xué)版 2018年1期
吳建勛 任松 歐陽汛 范金洋 鄧高嶺 李振元
摘要：研究石膏質(zhì)巖的膨脹性，對確保穿越石膏質(zhì)巖層隧道的仰拱穩(wěn)定具有重要的實踐意義.采用WG型固結(jié)儀及TWJ數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)，對脫水石膏、硬石膏和石膏進行側(cè)限自由膨脹試驗；對脫水石膏和硬石膏進行膨脹力試驗.試驗結(jié)果表明：脫水石膏和硬石膏膨脹應(yīng)變一時間曲線都表現(xiàn)出“S”形特征；兩者膨脹變形明顯，膨脹600 min時脫水石膏和硬石膏測得的最小膨脹應(yīng)變分別為9%和0.4%，而石膏膨脹變形不明顯，膨脹40d內(nèi)測得最大膨脹應(yīng)變只有0.12%；脫水石膏和硬石膏的膨脹應(yīng)變都隨膨脹應(yīng)力的增大而減小，且膨脹應(yīng)力與膨脹應(yīng)變曲線都表現(xiàn)出凹型特征.基于側(cè)限自由膨脹試驗結(jié)果，建立了脫水石膏和硬石膏的“S”形膨脹應(yīng)變一時間模型，經(jīng)驗證，該模型優(yōu)于傳統(tǒng)的指數(shù)模型；基于膨脹力試驗結(jié)果，建立了脫水石膏和硬石膏膨脹應(yīng)力一應(yīng)變模型；綜合實驗結(jié)果及特征線理論，建立了硬石膏圍巖的特征線，用以指導(dǎo)仰拱抗膨脹設(shè)計.
關(guān)鍵詞：石膏質(zhì)巖；膨脹模型；仰拱；特征線
