侧压力系数对马蹄形隧道损伤破坏的影响研究

摘要

数值模拟研究了马蹄形隧道在不同载荷下从围岩初始损伤至失稳破坏的破坏过程，分析了侧压力系数λ对隧道的初始损伤、拱项位移、围岩应力分布特征和围岩损伤破坏模式的影响，研究结果表明，损伤机制与λ密切相关，当λ较小时，在空间上初始损伤分布具有较大的离散性，以拱脚、拱肩和拱顶位置为主;当λ较大时，初始损伤以拱顶的拉伸损伤位置为主;拱顶垂直方向的位移随λ的增大而减小，且随埋深的增加而增大;隧道围岩的最大和最小主应力随λ的增大而增大，隧道围岩应力分布和应力集中程度受隧道形状的影响显著，在一定范围内，隧道形状比离自由而的距离作用机制更为强烈;在破裂模式上，当λ较小时，裂纹以垂直方向开裂为主，随着λ的增大转变为以水平方向开裂为土。