考慮構造應力場作用下新旗下營隧道塌方段的數值模擬

李文俊 韓煬 張海東

1.中鐵隧道勘察設計研究院有限公司測繪分院 廣東 廣州 511400

2.石家莊鐵道大學土木工程學院 河北 石家莊 050000

隨著國內經濟的快速發展，隧道及地下工程開發越來越多，但由于隧道施工地質條件和周圍環境的復雜性，以及隧道開挖施工的管理等人為原因影響，隧道開挖過程中塌方事故時有發生，塌方不僅造成工程施工進度及經濟性的損失，也嚴重威脅著現場施工人員安全。因此，對塌方原因及影響需做深入研究，以便于后續針對性的提前防范和處理，保證后續隧道施工及運營安全。國內外學者對塌方的影響因素進行了大量研究。劉國偉[1]以山西白龍山隧道為例，采用三維有限元模擬分析得出隧道軸線方向上的初始地應力場特征,發現區內存在較高地應力場區域。駱俊暉[2]等人基于Midas模型下考慮構造應力場深埋隧道圍巖穩定性進行了研究，通過對受力、變形特點進行分析，得出了其分布規律，為類似工程提供了參考。陳強[3]等人針對秦嶺越嶺長隧道地區構造應力進行了分析，得出了主應力作用方式基本為水平擠壓或水平拉伸特征。

本文依托新旗下營隧道，通過對塌方段進行三維計算模型，從塌方斷面位移變化、支護結構應力狀態以及圍巖塑性區分布等三個方面對有無構造應力場狀態下的隧道塌方段進行分析，為后續隧道塌方的治理研究提供參考。

1 工程概況

隧址所在地為陰山山脈東部，山體受大黑河侵蝕導致山體較為陡傾，地形高地起伏大，地下水賦存狀態為第四系空隙潛水，晝夜溫差大，受蒙古及西伯利亞高壓影響常伴有大風和寒潮。……