邹 翀，雷胜友，岳喜军，宋 妍，高 攀

(1.中铁隧道集团有限公司技术中心，河南 洛阳 471009;2.长安大学公路学院，西安 710064)

富水全、强风化砂岩强度特性试验及本构关系探讨

邹 翀1，雷胜友2，岳喜军2，宋 妍1，高 攀1

(1.中铁隧道集团有限公司技术中心，河南 洛阳 471009;2.长安大学公路学院，西安 710064)

针对富水全、强风化砂岩的特点，进行了该砂岩的基本物理力学性质、化学成分实验，然后通过单轴、三轴压缩实验研究了爆破扰动、含水量、试样层理对砂岩应力－应变强度特性的影响。发现砂岩遇水软化，粘聚力大幅度降低，表现出显著的各向异性;爆破扰动后，岩石试样的单轴抗压强度减低，弹模减小，泊松比增大;由于砂岩具有明显的节理性，按两种方向加载所得到的岩石试样强度明显不同;根据实验所得应力－应变曲线特点，发现用修正的Duncan－Zhang模型可以很好地描述砂岩的前应力－应变曲线。

砂岩;含水量;强度;爆破扰动;节理;本构关系

1 前言

某新建铁路隧道围岩属强风化砂岩，隧道岩层产状310°∠3°～280°∠7°，岩层主要发育三组节理:①103 °∠78 °张节理，节理间距为0.5 ～0.6 m，裂隙宽度为1.5～2.0 mm，充填泥质，延长2～3 m;②153 °∠80 °张节理，节理间距为 0.4 ～0.5 m，裂隙宽度为1.5 ～2.0 mm，充填泥质，延长 4～5 m;③250°∠66 °张节理，节理间距为 0.7～0.8 m，裂隙宽度为0.8～1.0 mm，充填泥质，延长5～8 m。

隧道顶部标高位于地下水稳定水位以下，地下水储量充沛，围岩裂隙发育，裂隙水流通性好，测得开挖面最大涌水量为322 L/min，静水压力最高达到0.7 MPa。全、强风化砂岩遇水后迅速软化，呈流砂状，围岩自稳能力极差，隧道变形不易控制，加之隧道开挖采用爆破法，给隧道施工带来很大的风险，目前该类研究多集中在砂岩强度参数等方面，未见对风化富水砂岩力学特性的系统研究，对其研究多集中在风化程度的分级上，并无针对隧道施工的相关量化指标的研究。……