基于压力拱理论的极软岩隧洞衬砌应力变形研究

摘要

软岩隧洞开挖后未能及时支护时,会导致围岩变形过大而坍塌,进而对后续衬砌结构造成不利影响。通过采用压力拱理论和数值模拟结合计算分析的方法,对仅一衬支护、仅二衬支护(厚度0.5、0.8 m和1 m)和一衬与二衬联合支护等3种工况下拱顶中心内侧、拱肩内侧和边墙中心内侧等3个监测点应力及变形进行分析。结果表明:仅一衬支护工况下3个监测点以及仅0.5 m厚度二衬边墙中心的拉应力均超过强度设计值,可能会发生拉坏现象;3种工况下作用在衬砌上的压应力均未超过设计强度值,说明衬砌在山岩压力的作用下出现压坏现象的可能性较小。研究结果可为极软岩隧洞坍塌形成压力拱后支护设计提供理论支撑。