摘要
针对我国西南地区缓倾层状围岩高速铁路隧道底部隆起、开裂等病害频发，而相关致灾机理研究不足的现状，本文依托于国家自然科学基金项目（U1934211，52008403）,对缓倾层状围岩高速铁路隧道底部破坏机理与防控技术展开研究。论文主要工作和结论如下: （1）针对缓倾层状砂岩开展三轴压缩试验，研究了岩样的强度特性和宏观破坏特征;基于块体离散元理论，揭示了岩样微观破坏演化过程;提出了节理微观参数与模型杨氏模量、峰值强度的影响关系模型。 （2）建立缓倾层状围岩高速铁路隧道三维块体离散元分析模型，得到了缓倾层状围岩隧道的破坏形态与特征，揭示了隧道底部结构和围岩的渐进破坏过程，结果表明:层状围岩破坏模式为岩体翘曲离层、岩体剪切破坏和层理滑移错动综合反映;底部结构在隧道左线处（岩层顺倾侧）产生微小裂缝并迅速贯穿形成宏观破裂面，填充层形成贯穿填充结构的剪切错动面和张开裂缝，最终底部结构产生隆起。 （3）分析了缓倾层状围岩岩层倾角、岩层厚度和水平构造应力水平等因素对隧道底部结构和围岩受力变形的影响规律，结果表明:岩层倾角和水平构造应力对缓倾岩层隧道变形破坏影响显著，层理最大滑移量随岩层倾角和水平构造应力（K＞1）增大而迅速增大，隧底围岩变形偏压特征和隧底隆起现象越明显;当岩层厚度大于1.0m时，岩层厚度对隧底结构的影响基本可以忽略。 （4）探明了仰拱结构形式对隧道底部结构受力变形的影响规律，确定了依托工程中仰拱结构形式的合理参数（仰拱矢跨比、仰拱厚度、填充层厚度），论证了改善仰拱结构形式对隧道底部结构变形破坏的防控效果。
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