偏压隧道施工阶段的围岩稳定性数值模拟研究

摘要

针对海棠山隧道在建设过程出现的偏压情况,文章以海棠山隧道为工程背景,采用MIDAS/GTS NX有限元方法对不同侧覆土厚度下偏压隧道围岩稳定性进行数值模拟研究,分析偏压隧道围岩的位移场、应力场及塑性区随侧覆土厚度的变化规律。研究结果表明:随着侧覆土厚度的逐渐增大,隧道最大拱顶沉降位移逐渐由左侧拱肩位置转移至隧道拱顶中心位置,最大拱底隆起位移逐渐由右侧拱底位置转移至拱底中心位置,最大水平位移逐渐由右侧拱肩位置转移至右侧拱腰位置处,且隧道逐渐从滑坡带内转移至滑坡带以外;最大主应力逐渐由左拱肩和右拱底处向隧道中心转移,隧道周围应力由不均匀分布转变为均匀对称分布,最大剪应力与最大主应力分布规律基本一致,只是最大值与最小值位置互换;隧道周围岩体的塑性区逐渐减少,且在侧覆土厚度较小(t=5 m)时,塑性区基本分布在滑坡带内。