振动荷载下安家庄隧道红黏土工程力学特性研究

李攀^1,2，杨凡杰²，周辉²，张传庆²，周杰³，刘凤超³

1. 安徽理工大学土木建筑学院2. 中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室3. 中交隧道工程局有限公司

摘 要：安家庄隧道紧邻既有铁路线路,该隧道红黏土洞段为转辙机扩挖段,临线列车振动荷载对扩挖洞段的安全施工和运营构成了严重挑战。通过开展安家庄隧道振动前后红黏土的标准固结、直剪和电镜扫描等试验,从宏观和细观的角度研究了安家庄隧道红黏土力学特性和细观结构在振动荷载下的演化规律,并基于数值方法计算评估了振动荷载对安家庄隧道围岩安全性的影响程度。研究表明,振动荷载作用后安家庄隧道红黏土压缩模量减小了约42.8%,抗剪强度最大降低了约23.48%,围岩变形最大增加了约293.31%,土体微观结构也出现了一定程度劣化。因此,振动荷载对红黏土的工程特性具有显著影响,隧道设计施工时应充分考虑振动荷载的作用。同时,建议在安家庄隧道施工时对开挖土体应尽早支护,为临空面土体提供及时的支撑力。

关键词：隧道工程;红黏土;振动荷载;工程特性;