近水平巖層隧道貫通段受力機理研究

馬　龍，路錦標，高　華

(中鐵九局重慶分公司， 重慶　401121)

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近水平巖層隧道貫通段受力機理研究

馬龍，路錦標，高華

(中鐵九局重慶分公司， 重慶401121)

摘要：采用理論分析和數值分析相結合的方法，基于實際隧道塌方實例，利用ANSYS軟件建立隧道貫通段開挖三維模型，分析水平巖層隧道在施工過程中圍巖以及支護結構的受力、變形規律，同時深入分析隧道貫通段塌方產生的力學機理和地下水、爆破振動、空間效應和施工等影響因素。研究成果可為深埋隧道現場判斷隧道貫通塌方起因和預測隧道塌方等提供參考。

關鍵詞：隧道；水平巖層；貫通段；變形；塌方機理

工程實踐中，在水平或近水平層狀巖(土)體修建隧道十分廣泛。當在水平層狀巖體中修建地下洞室時，由于水平層狀巖體層面存在變形和強度的各向異性[1-3]，加之外界各種因素尤其是地下水的影響，導致水平巖層隧道受力變形機理十分復雜，施工中塌方現象不勝枚舉[4-5]。尤其是在隧道貫通階段發生的塌方，不僅需要耗費大量的人力物力進行治理，耽誤工期，而且還嚴重威脅施工人員的生命安全，存在掩埋施工機械的危險。因此，對近水平巖層隧道塌方機理進行研究顯得極為迫切。

近水平巖層隧道塌方形成機理引起了國內外廣大專家和學者的注意，但對近水平巖層隧道塌方機理的研究主要依賴數值模擬或者具體的工程實踐經驗積累[6-8]。據統計，利用數值仿真對實際工程塌方機理進行分析較多[9-11]，而系統性地研究近水平巖層隧道貫通段塌方機理的文獻較少。……