基于数值模拟分析的岩石隧道开挖支护设计

摘要

中国岩石隧道的开挖支护设计主要依赖于工程经验和规范给定的经验设计方法,其中规范给定的设计方法主要基于围岩的分级.由于岩石分级依靠的指标较多、有些指标(如单轴抗压强度)分散性大,不同研究人员可能给出不同的分级;即使是同一岩石分级,由于主要影响指标不同,隧道开挖引起的荷载传递机理和围岩破坏机理不同,理应采用不同的开挖支护结构.并且随着地下空间的开发利用,隧道的跨度越来越大;地下可利用空间越来越狭窄,过去依赖小跨度、大间距的隧道工程经验,可能给隧道建设带来安全隐患.随着数值模拟技术的发展,采用合适的数值模拟技术,准确模拟和预测围岩的破坏模式和支护结构性状,可得到更安全、更经济的隧道支护结构.文章文结合澳大利亚、香港和中东的隧道设计咨询经验,重点介绍国外隧道分析和设计中的数值模拟技术,阐述了岩石隧道支护设计合理的方法,总结采用数值模拟技术进行隧道开挖支护设计中需要注意的一些问题,并结合国内隧道设计规范,给出相应的设计建议,可供国内同行们参考.