裂纹位置与深度对围岩岩体稳定性的影响分析

作     者：周磊 朱哲明 刘邦 赵彦琳 周琴 ZHOU Lei;ZHU Zheming;LIU Bang;ZHAO Yanlin;ZHOU Qin

作者机构：深地科学与工程教育部重点实验室四川大学建筑与环境学院成都610065 

出 版 物：《现代隧道技术》 (Modern Tunnelling Technology)

年 卷 期：2019年第56卷第1期

页      面：130-138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] 

基　　金：国家自然科学基金项目(11672194 11702181) 四川省安全监管局安全生产科技项目(aj20170515161307) 四川省科技计划项目(18SYXHZ0094) 

主　　题：隧道 裂纹位置 裂纹倾角 裂纹长度 数值模拟 模型试验 应力强度因子 围岩稳定性 

摘      要：在隧道掘进过程中,天然地应力的平衡状态将会受到破坏并进行应力重分布,在构造应力场或自重应力场作用下将会引发裂纹的起裂、扩展和贯通,从而导致隧道的失稳坍塌。文章采用数值模拟和室内模型试验方法对比分析了裂纹位置、长度、深度等因素对马蹄形断面隧道围岩结构稳定性的影响。其中,数值模拟分析了隧道围岩的破坏形式及对裂纹尖端应力强度因子的计算,隧道模型试验研究了裂纹对隧道模型抗压强度的影响。结果表明:(1)数值模拟结果与模型试验结果较为吻合;(2)裂纹位于马蹄形隧道的拐角处或裂纹倾角为45°时,对隧道的稳定性削弱作用最大;(3)隧道围岩内裂纹的长度越长,隧道模型的抗压强度越小;(4)裂纹长度达到一定程度时,裂纹深度对隧道的危害性作用基本呈线性增加的趋势;(5)裂纹缺陷对隧道围岩应力重分布及破坏形式有较大的影响。