浅埋小净距隧道含软弱夹层段开挖变形与围岩应力分析

作     者：万桂军 刘春舵 关瑞士 黄均华 张奇 WAN Gui-jun;LIU Chun-duo;GUAN Rui-shi;HUANG Jun-hua;ZHANG Qi

作者机构：中建国际投资(贵州)有限公司贵州贵阳550000 贵州正习高速公路投资管理有限公司贵州遵义563000 

出 版 物：《公路交通科技》 (Journal of Highway and Transportation Research and Development)

年 卷 期：2022年第39卷第7期

页      面：131-138页

核心收录：

学科分类：081406[工学-桥梁与隧道工程] 08[工学] 0814[工学-土木工程] 082301[工学-道路与铁道工程] 0823[工学-交通运输工程] 

主　　题：隧道工程 力学效应 FLAC3D 变形规律 软弱夹层 浅埋段 

摘      要：随着我国铁路、公路建设的不断发展,隧道工程建设不仅规模大、形式多样化,所处的隧道围岩环境越来越复杂。受地形与特殊地质条件限制,软岩小净距隧道这种特殊结构形式也必将会经常出现。在大多数研究成果中,所建立的数值计算模型其地表面采用水平面,其与实际起伏不平的地面有较大差距。为揭示含软弱夹层浅埋小净距隧道开挖过程中围岩的变形规律及力学效应,以贵州省正安—习水高速公路项目沙田隧道为工程背景,采用FLAC3D依据实际地形、地质条件建立了三维数值计算模型,分析了隧道含软弱夹层段在开挖过程中的变形、应力变化规律。结果表明:隧道开挖过程中,围岩的变形表现出显著的时空效应,在开挖进尺(3 m)范围内沉降量增幅为27%~52%,夹层部分达到46%~52%;软弱夹层对围岩竖向变形的影响范围为夹层厚度的3.5~4.8倍,对水平变形的影响为2.9~3.4倍,围岩水平方向变形稳定早于竖直方向;当监测点距掌子面超过1.5倍洞宽后,随掌子面的半圆穹约束作用的消失,围岩的沉降趋于稳定;开挖后拱脚、拱腰、中夹岩墙产生应力集中,隧道右侧应力集中现象较左侧明显。