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安全与环境工程2024年第06期:隧道风氧化带软弱围岩应力演化及变形机制

来源:期刊VIP网 时间:


作者:莫小兵;臧熙玮;陈啸峰;田振威;邹俊鹏;

单位:中铁开发投资集团有限公司;中国地质大学(武汉)地质调查研究院;中国地质大学(武汉)工程学院;

摘要:我国重大隧道工程建设正处于高峰期,我国已成为世界上隧道建设数量、规模和难度最大的国家,而隧道软弱围岩大变形机制是制约我国实现交通强国战略目标的重要科技难题之一。以甘肃马坞梁隧道工程为例,基于原位监测和数值模拟技术,对隧道风氧化带段软弱围岩变形机制进行了研究。通过在隧道的围岩-初期支护、初期支护-二次衬砌部位布设原位监测点,并建立大角度穿过风氧化带的双洞隧道数值模型,研究了隧道围岩不同部位的应力演化特征。结果显示:隧道开挖后,隧道围岩与支护结构间应力呈现初期快速增长、中期缓慢增长、后期逐渐稳定的趋势;隧道软弱围岩的应力分布具有极强的时空效应,风氧化带段软弱围岩在隧道掘进扰动条件下与衬砌的相互作用逐渐减弱;不同软弱围岩段(砂质板岩段和风氧化带段)围岩变形特征及应力分布呈现出明显不同的演变规律。研究成果可为国内同类型软弱围岩隧道掘进提供参考。

关键词:软弱围岩;原位监测;数值模拟;围岩变形;围岩应力

基金资助:国家自然科学基金面上项目(42177152)