深埋软硬互层隧道围岩开挖变形影响研究

摘要

深埋软硬交替地质条件下公路隧道因具有构造复杂、地应力高等特点,对隧道施工安全造成严重威胁,且其围岩受力之后的变形和破坏具有一定的特殊性.文章以拟建某高铁宝云隧道为例,就硬软互层层理和共轭节理共同作用下隧道围岩开挖变形开展数值模拟研究,主要对隧道开挖围岩二次应力场的分布规律及变形特征进行分析评价.结果 表明:(1)隧道周围的最大主应力出现在顺层层理和共轭节理面,即两侧上拱腰和拱脚处,最大主应力分别为3MPa和5MPa;(2)隧道周边最小主应力呈对称分布,洞室周围最小主应力在0MPa附近;在洞室周围3m附近,隧道最小主应力达到3MPa,最小的主应力出现负值,其值为-0.3MPa,随着距隧道周边距离的增加,最小主应力也增加;(3)隧道埋深206.9m,考虑层理和共轭节理共同作用时,模拟断面结构围岩变形云图呈蝴蝶形,两方向变形垂直层面向位移略大于顺层面向,宏观上表现出了基本对称特性;(4)隧道围岩洞室边墙、拱腰变形位移最大,其次为拱顶,仰拱变形位移最小,横向上以隧道中轴线为界,左侧拱腰、边墙变形整体较右侧大.