隧道穿越不同形态断层破碎带围岩稳定性分析

摘要

为分析隧道穿越不同形态断层破碎带对围岩稳定性的影响,以绵九高速五里坡隧道工程为依托,采用ANSYS Workbench参数化建模平台及FLAC 3D有限差分软件模拟分析了隧道穿越不同倾角、厚度和倾向断层形态对隧道围岩稳定性的影响。在建模过程中,通过控制变量法分别改变断层倾角、厚度、倾向来研究单一变量的影响。结果表明:隧道穿越不同形态断层时,围岩竖向变形、水平收敛、塑性区分布以及围岩与初期支护间接触压力均会受到影响;在一定范围内,断层倾角、厚度的变化对围岩稳定性影响较大,断层倾角越大,越有利于围岩稳定,断层厚度影响则正好相反,而断层倾向在0°~45°之间变化时基本无影响;各因素对拱顶沉降的影响程度由大到小依次为断层厚度、断层倾角、断层倾向,而对于边墙水平位移,断层倾角影响最大,断层厚度次之,断层倾向基本无影响;在施工中,应尽量让隧道与断层正交或避免隧道穿越层厚度大的断层来提高围岩稳定性,研究结果对类似工程具有一定的借鉴和指导意义。