高地应力作用下渭武高速木寨岭隧道围岩大变形灾变预测分析研究

作     者：范玉璐 曹佳文 余顺 丰成君 张鹏 孟静 戚帮申 王惠卿 FAN Yulu;CAO Jiawen;YU Shun;FENG Chengjun;ZHANG Peng;MENG Jing;QI Bangshen;WANG Huiqing

作者机构：中国地质科学院地质力学研究所北京100081 北京市勘察设计研究院有限公司北京100038 自然资源部活动构造与地质安全重点实验室北京100081 中国地质调查局新构造与地壳稳定性研究中心北京100081 中国地质调查局北京100037 北京特种工程设计研究院北京100028 中国地质环境监测院北京100081 

出 版 物：《地质力学学报》 (Journal of Geomechanics)

年 卷 期：2023年第29卷第6期

页      面：786-800页

核心收录：

学科分类：0709[理学-地质学] 081803[工学-地质工程] 07[理学] 08[工学] 0818[工学-地质资源与地质工程] 

基　　金：中国地质调查局地质调查项目(DD20190317 DD20221738) 

主　　题：木寨岭隧道 高地应力环境 围岩大变形 地应力场反演 隧道稳定性 

摘      要：为解决在建渭武高速木寨岭隧道施工过程中遇到的高地应力环境下软岩大变形问题,基于工程区已有地应力实测数据,利用ANSYS有限元软件建立三维地质模型,反演工程区地应力场,并结合Hoek围岩变形预测公式计算分析隧道围岩的变形量。结果表明:工程区的地应力场主要受断裂控制,其次还受到岩体强度和地形的双重影响,强构造变形区的水平主应力值普遍低于弱构造变形区,沿隧道轴线三向主应力大小关系为最大水平主应力(S_H)最小水平主应力(S_h)垂直应力(S_V),强构造变形区最大水平主应力值在G8区段最大,而在G6区段和G11区段最小;弱构造变形区的水平主应力值自G12区段开始逐渐增大,直至G14中段开始因埋深减小而逐渐降低。沿隧道轴线最大水平主应力方向总体为北东向,而在断裂间挤压构造带多偏转为北东东—近东西向。高速公路隧道围岩变形受岩体强度和地应力场的双重影响,其中,岩体强度占主导作用,围岩变形量主要集中在20~80 cm范围内,变形等级以中等和强烈为主。