工程巖體(土體)是隧道工程結(jié)構(gòu)的一部分。這些隧道工程埋設(shè)在不同的地層中,可能遇到各種各樣的復(fù)雜地質(zhì)問題。因此,隧道工程的設(shè)計、施工均與建筑地區(qū)的地質(zhì)條件有著密切的關(guān)系,地質(zhì)環(huán)境對隧道工程設(shè)計、施工的影響主要表現(xiàn)在以下六個方面:
1.地貌與氣候
地形地貌對隧道建設(shè)的影響主要表現(xiàn)在地應(yīng)力特征上,隧道處于溝谷地帶時隧道結(jié)構(gòu)將承受較大的水平應(yīng)力或偏壓應(yīng)力;氣候的影響以溫度和降雨量兩因素最為顯著,在特點的地質(zhì)條件下可引起圍巖工程特性的變化,產(chǎn)生新的工程地質(zhì)問題。如:高原高寒地區(qū)的凍土?xí)韮鋈?、勞動力及機械降效等問題;溫暖潮濕、雨量充沛的氣候環(huán)境,則會使地層中儲藏大量地下水,易出現(xiàn)隧道滲漏水、承載力不足等問題。
2.地質(zhì)構(gòu)造
地質(zhì)構(gòu)造是指在造山運動等大規(guī)模的地殼變動中,巖體產(chǎn)生變形、斷裂、破碎后留下的痕跡,如褶皺、斷層、擠壓破碎帶、節(jié)理裂隙帶等。褶皺和斷層對隧道建設(shè)的影響,前者主要表現(xiàn)在成為瓦斯和水的匯集場所,后者則主要表現(xiàn)在圍巖力學(xué)性質(zhì)發(fā)生巨大劣化,圍巖破碎,易引起隧道坍塌等。
3.巖(土)體結(jié)構(gòu)
巖(土)體結(jié)構(gòu)是指巖(土)體結(jié)構(gòu)面和結(jié)構(gòu)體的總稱,它表達了結(jié)構(gòu)面的發(fā)育程度及組合關(guān)系,反映了結(jié)構(gòu)體的規(guī)模、形態(tài)及排列情況。
巖體結(jié)構(gòu)面既然是分割巖體的裂面,則不論其是否有填充物,也不論其規(guī)模大小和形態(tài)如何,其力學(xué)性質(zhì)均較“巖塊”要差,這在堅硬巖體中更為明顯。因此,隧道圍巖分級中將結(jié)構(gòu)面發(fā)育程度及相關(guān)描述作為度量圍巖承載能力的一類指標(biāo)。
4.巖(土)體性質(zhì)
按照地殼巖石的成因,巖石分為沉積巖、巖漿巖和變質(zhì)巖三類。不同成因的巖體,其物質(zhì)組成與成巖結(jié)構(gòu)不同,巖性對隧道建設(shè)的影響最終表現(xiàn)在工程力學(xué)性質(zhì)上。堅硬的巖漿巖、灰?guī)r、砂巖等,由于其強度高,抵抗外力的能力強,因而穩(wěn)定性好;千枚巖、片巖、泥巖等,強度較低,抵抗外力的能力差,穩(wěn)定性較差;土質(zhì)地層,其力學(xué)性質(zhì)與所含黏土礦物的種類與比例關(guān)系密切,對圍巖的穩(wěn)定性有特殊影響。如膨脹巖產(chǎn)生膨脹應(yīng)力,放射性地層產(chǎn)生放、污染,瓦斯地層產(chǎn)生瓦斯溢出問題等。
5.地質(zhì)體賦存環(huán)境
地質(zhì)體賦存環(huán)境因素主要有三種:地應(yīng)力、地下水、地溫。它們對巖土體的變形、破壞和力學(xué)性質(zhì)具有重要的控制作用。
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