基于收敛-约束法的岩溶隧道支护时机研究

作     者：张聚文 李永鑫 ZHANG Juwen;LI Yongxin

作者机构：中铁隧道勘察设计研究院有限公司广东广州511458 合肥工业大学汽车与交通工程学院安徽合肥230009 

出 版 物：《合肥工业大学学报（自然科学版）》 (Journal of Hefei University of Technology：Natural Science)

年 卷 期：2024年第47卷第7期

页      面：986-994页

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] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(52108312) 安徽省自然科学基金资助项目(2108085QE250) 中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(JZ2021HGTA0160) 

主　　题：岩溶隧道 收敛-约束法 单元状态指标 支护时机 FLAC3D软件 

摘      要：溶洞对于隧道的稳定性有较大的影响,而进行及时的支护施做能够保障岩溶隧道的施工安全。文章以笔花山隧道为例,采用数值模拟方法建立岩溶隧道分析模型,将溶洞的相对位置和大小作为主要影响因素,包括溶洞与隧道之间的净距和环向位置、溶洞直径,并分析其对硐室围岩位移的影响。通过硐室位移和单元状态指标Z SI,结合收敛-约束方法,综合判断岩溶隧道支护的施做时机。结果表明,相较于净距和溶洞直径,溶洞环向位置对隧道稳定性影响更大。由于溶洞的影响,硐室不同位置处的位移发展规律并不相同,因此较难以某一种位移特征来判断隧道是否进入弹塑性状态。而Z SI可以更直观地展现出岩溶隧道的状态,从而为合理地确定岩溶隧道支护施做时机提供帮助。