直壁拱形隧道侧壁层状围岩变形特性与机理研究

摘要

cqvip:为研究近直壁形隧道脆性裂隙围岩或近直立层状围岩,在地应力作用下的变形特性与机理,文章在建立直壁形隧道围岩板裂群系列结构模型基础上,应用力学理论分析和数值分析方法,对侧壁裂板群变形破坏机理及其影响因素的作用特征进行了研究,结果表明:(1)隧址区侧压力系数λ、竖向地应力σ_v、围岩裂隙水压力σ_w和侧壁裂化板长度增加,裂化板中部向洞内变形位移增加;(2)裂化板厚度增加,裂化板中部向洞内位移减小,普通交通隧道尺寸下裂板厚度从0.2 m向0.3 m变化时,裂板中部向洞内的位移减小加速;(3)裂板岩石弹性模量增大,其中部向洞内的位移减小,当弹性模量在10~30 GPa变化时,裂板中部向洞内的位移变化迅速;(4)利用结构稳定理论和最大抗拉强度理论建立了此类围岩折断型破裂准则,研究结果对板裂化或层状围岩破坏机理深入研究及治理具有参考作用。