基于极限平衡法的膨胀土隧道松动围岩压力数值解

摘要

膨胀土反复胀缩变形的性质导致隧道穿越膨胀土与非膨胀土的受力与变形差异明显.采用有限差分软件FLAC3D,在太沙基理论基础上提出了“极限平衡数值法”,给出了求解膨胀与非膨胀条件下松动围岩压力的求解步骤,并通过与太沙基理论方法的对比验证了该法的合理性.运用该法分析了围岩遇水膨胀对围岩开挖前后竖向应力与水平应力以及松动围岩压力的影响,并研究了不同隧道埋深下的膨胀效应.结果表明:降雨导致的膨胀效应对地应力重分布影响显著,尤其极大地增加了开挖前后的水平应力;围岩在遇水膨胀初期,松动围岩压力变化随膨胀率变化最为显著,且在最不利膨胀条件下,拱顶附近水平松动同岩压力的增幅最为显著;降雨入渗引起的岩体膨胀对隧道的受力影响随着埋深的增加而减小.