含溶洞隧道在地震和滲流耦合作用下塌落特征研究

李 冰

(中鐵十九局集團有限公司 廣西百色 533000)

1 引言

巖溶地區地下工程施工過程中，若溶洞與隧道間的頂板較薄[1]或者位置大小較為特殊[2]，由于開挖引起圍巖塑性變形，導致隧道出現不穩定趨勢的事例并不少見。陳禹成等[3]針對不同溶洞體積、形態特征、溶腔有無充填物等方面進行了數值模擬，提出鄂西山區巖溶發育特征，并得出圍巖應力隨隱伏溶洞位置變化而有所差異的結論。雷勇、楊博銘[4－5]對穿越溶洞樁進行了研究。王建、王麗君等[6]對公路隧道穿越大型溶洞進行數值計算分析，得出隧道側面溶洞對隧道圍巖位移擴展影響較大的結論。Lu等[7]利用正交試驗法，以E、μ、c等為影響因子反演計算了圍巖的其他特征參數。胡昌文等[8]基于剛體平動運動單元上限有限元法，以不同圍巖內的?、ψ為條件，計算分析了隧道拱部圍巖潛在塌落破壞規律。F.Guarracino[9]利用上限定理和Hoke-Brown準則推導出巖質圍巖隧道塌落面的解析解。Garnier D[10]等分析了滲流力作用下巖質邊坡的穩定性，并給出了考慮滲流力作用下的極限定理表達式。Fu Huang[11]研究了填充溶洞位于隧道正下方時隧道塌落面曲線。李良全[12]提出利用綜合物探法，可科學判定隧道基底巖溶分布情況。崔建鋒[13]基于“楔形塌落體＋圓弧轉動體”的破壞機理，對只考慮地震效應下深埋硐室圍巖穩定性進行分析，得出當地震效應變大時，支護力應與之成正比的結論。江親華[14]研究了不同滲流條件下，地層參數變化對滲流系數影響規律，發現滲流系數較大時極限支護力對其更為敏感。……