硬石膏岩膨胀特性试验及隧道抗膨胀衬砌设计

石膏质岩的膨胀机理复杂,膨胀时间漫长,其膨胀力对隧道支护结构破坏性极强。本文采用室内试验方法研究了硬石膏岩的膨胀力学特性,得出膨胀应力-应变曲线为凹形函数,膨胀应变-时间曲线为“S”型函数, 膨胀应力-时间曲线为指数型函数等规律。基于试验结果提出了可考虑时间效应的硬石膏岩膨胀变形计算公式,进而建立硬石膏岩隧道围岩膨胀变形、膨胀应力及时间的关系,用以描述隧道修建过程中膨胀应力应变的动态变化。并提出一种新型石膏质岩隧道抗膨胀衬砌设计,从主动和被动两个方面减缓石膏岩遇水致膨胀对衬砌结构的影响,为类似工程提供借鉴与思考。