原创《地下工程中岩土结构面影响分析》：本论文为免费优秀的关于地下论文范文资料，可用于相关论文写作参考。
【摘 要】经过相关研究证明,岩土体中存在着不同类型的结构面,在进行地下工程建设过程中,往往会受到这些结构面的限制,致使工程出现变形等事故.为了了解这些结构面对工程项目建设造成的影响,本文简单对此进行分析和研究,以供相关人员参考.
【关键词】地下工程；岩土结构面；影响；分析
一、前言
土体和岩体工程相同的是,它们都存在各种类型的结构面,这些结构面具有不连续性的特征.经过相关研究者对这些结构面进行分析,其主要分为沉积结构面、火成结构面、变质结构面、构造结构面、次生结构面等.其中,沉积结构面、火成结构面因地势条件的不同,其规模也有很大的差异,而变质结构面、构造结构面以及此生结构面的规模一般比较小.这些结构面一般都会给地下工程的施工带来较大的影响.本文就此作简单分析.
二、岩土结构面对地下工程建设产生的影响
通过长期实践研究表明,工程在建设过程中,岩土出现变形破坏事故主要是由于受到结构面的影响而造成的,为了避免岩体出现变性破坏事故,我们必须要对结构面的分布情况、结构特征以及组合方式等进行全面分析,这样才能够保证其稳定性.地下工程的施工是一项复杂的系统工程,也是一项典型的岩土工程,在实际施工过程中,该工程必定会穿越许多结构面.因此,施工人员必须要对结构面的特征及影响因素进行全面分析,避免受到结构面的影响而导致地下工程出现安全事故.本文结合某工程案例,从地铁隧道工程的施工、基坑开挖工程的施工等方面对其进行分析.
三、结构面对隧道工程施工稳定性的影响
某隧道工程在实际施工过程中出现过29次塌方,其中有22次塌方都和结构面存在着密切的关系.由此看来,结构面对隧道工程的施工及稳定性产生巨大的影响.经过我们对岩体结构面分析发现,该隧道工程穿过了众多结构面,其中对于隧道工程施工稳定性影响最大的有：断层、土岩界面等.本文仅对断层进行分析.
断层是隧道工程建设中穿过频率最大的结构面,但是并不代表所有断层都会对隧道工程的稳定性造成较大的影响,而是只有规模较大的、生成时间短的、倾角大的断层,才会对隧道工程的稳定性造成影响.通过相关研究者采用优势指标,可以了解到不同断层对隧道工程稳定性产生影响的程度,这样也就有利于施工人员采取相应的处理方式,从而保证工程的稳定性.
在实际分析过程中,技术人员首先应对某一断层进行分析,明确其因子值和权重值,然后采用相应的计算公式来分析隧道工程稳定性影响程度的综合值.一般来说,综合值也就是各项优势指标的权重值和因子值的总和,可用以下计算公式表达：
上式中,Ri代表的是隧道工程穿过某一断层的综合值,W1~W7代表的是某断层各项优势指标的权重值,其主要包括（依次顺序）为：时间、规模、断层面的状态、断层面的渗水压力、断层面的倾角、断层面和隧道工程质检的距离、断层面的走向和隧道施工方向之间夹角的权重值,而I1i~I7i则代表的是上述各优势指标的因子值.以下对这些优势指标进行全面分析
1.时间优势指标
这里所指的时间也就是断层的生成时间或者最后一次活动的时间.为了更深度地了解,我们可以以优势面理论将断层分为以下三种类型：1）“老”断层,这一断层主要是在燕山期及以前生成的,并在近段事件内并没有出现较明显活动的断层；2）“新”断层,该断层主要生成和喜马拉雅时期,或者在这一时期出现过的活动较为明显；3）“活”断层,这是在全新世生成的断层,还有一些断层至今仍然出现较为明显的活动.在众多优势指标当中,时间优势指标对隧道工程的稳定性产生的影响最大,
2.断层规模优势指标
断层的长度、宽度以及落差是决定断层规模的重要因素.
3.断层面状态优势指标
经过我们对断层面进行分析发现,如果断层面带有的物质越厚、越软弱,那么断层的滑动性也就越大,这就说明工程在穿过断层面时易出现安全事故.如果在实际施工过程中,施工人员没有在其中填充其他物质时,那么施工人员应当对其分形维数进行分析,从而确定其对隧道工程造成的影响程度.
4.断层倾角优势指标
断层的倾角是影响岩移的范围的至关重要的影响因素,当倾角小于20°时,影响一般不显著,当大于20°时,由影响显著直至起控制作用.
5.断层破碎带中地下水渗水压力优势指标
地下水能软化岩石,并加剧风化,结构面中水压能降低其抗剪强度.
6.断层和隧道的距离优势指标
断层和隧道的距离越近,对隧道的影响越大.
7、断层走向和隧道方向的夹角优势指标
当断层的走向和隧道方向平行时(即它们间的夹角为0°时),断层被扰动的程度最强烈,因而对隧道的影响最大;垂直时最小.
众多断层中综合值Ri越大者,表示该断层对隧道稳定的影响越大,反之,表示该断层对隧道稳定的影响越小.这样就可以根据各断层的综合值Ri大小,分别采取不同的工程措施.
某断层是一综合值R较大的断层,它位于隧道顶部,走向和隧道方向平行,倾角较陡而时间较老,它对隧道稳定的影响较大,可用注浆、打锚杆等对其进行支护,且锚杆的方向应尽量和断层面垂直.
这里还需指出断层的活化问题.对于那些正在活动的断层,它对隧道稳定的影响当然是很大的.而对于那些己经不活动了即处于稳定的断层,由于隧道施土对它的扰动,会使断层两盘失去原来的平衡而又开始错动即“断层活化”,从而影响隧道的稳定性.
四、结构面的其他影响
1.结构面和地下土程中的水害
研究表明,60%的矿井事故和地下水作用有关.据有关资料,国内外矿山开采中发生的突水事故中有90%和断层这种结构面有关.这些说明地下土程中地下水的突出事故和岩体结构.
2.结构面和地下工程中的瓦斯突出
有的隧道还会穿过煤系地层.相关研究者在解决煤矿瓦斯突出难题时提出构造控制瓦斯突出的预测分析理论,并将其运用在实际工程的研究当中.
3.结构面和隧道围岩岩体质
以上分析的是规模较大的结构面(即断层)对围岩稳定、地下工程中水害和瓦斯突出的影响.但岩体中更多存在的是规模小的结构面,如节理、片理、裂隙等.这些较小结构面的存在对隧道围岩岩体质量有重要影响.一般情况是,岩体中的结构面越多、越密,岩体质量越差.而岩体质量等级是指导采取何种隧道施工方法、支护方式的依据.
五、结论
综上所述,我们可以清楚的知道,在隧道工程施工过程中,并不是所有断层都会对其稳定性造成影响,而是以下规模较大的断层结构面会对工程的稳定性造成影响,因此在实际工作中,施工人员必须要对断层结构面进行全面分析,充分认识其对结构面造成的影响,然后采取有效的处理措施,以避免地下工程的顺利施工,避免安全事故和自然灾害的发生,从而保证地下工程的施工质量,提高其综合效益.
参考文献
[1]蒋建平,章杨松,高广运,罗国煜.土体中的第四纪断层结构面特征及其地震和岩土工程意义[J].西北地震学报,2002(03)
[2]蒋建平,章杨松,阎长虹,罗国煜.地下工程中岩移的断层效应探讨[J].岩石力学和工程学报,2002(08)
地下论文参考资料：
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