对向施工隧道贯通前开挖面稳定性上限有限元分析

摘要

为探讨对向施工隧道贯通前开挖面存在的相互影响对地层稳定性的变化规律,本文将该问题假定为沿隧道纵向中线剖开的二维平面应变模型,采用刚体平动运动单元上限有限元法开展计算分析,获得了土体自重作用下地层临界失稳状态对应的隧道开挖面稳定性系数Ncr和有效间断线网破坏模式,以单元速度云图和速度矢量图形式呈现了典型破坏模式下速度场分布的特征.研究发现:对向开挖面间距比S/D对稳定性系数Ncr有显著影响,隧道埋深比H/D和土体内摩擦角?对其亦有影响.在转换间距比Str/D附近,稳定系数Ncr值差别不大,但破坏模式形态和范围差异明显.本研究为对向施工隧道贯通前的稳定性评价、选取合理预加固方案等工作提供理论支撑.