深埋水平巖層隧道開挖圍巖穩(wěn)定性分析.pdf

1、結構面的存在使得層狀巖體連續(xù)性差，各向異性顯著，在此類巖體進行隧道開挖時圍巖變形與破壞形式相對復雜，超欠挖現(xiàn)象嚴重。本文針對層狀巖體特點，采用力學分析和數(shù)值模擬等多種手段來研究圍巖穩(wěn)定性情況，并以西山隧道工程為研究背景，在調研和分析以往資料及研究成果的基礎上，對水平巖層地區(qū)隧道圍巖失穩(wěn)影響因素及破壞機理進行深入研究。
　　文中首先就層狀圍巖開挖后的應力場進行分析，歸納出影響應力分布的主要因素包括原巖應力、巖石力學性質、巖體結構和人

2、為因素等，并對地應力條件和斷面形狀兩主要因素進行更有針對性的研究。采用力學方法得到均質圍巖條件下，圓形和矩形隧道的應力場分布情況，并用數(shù)值手段求得了含結構面巖體即水平圍巖下，隧道開挖后圍巖應力場分布。
　　其次，考慮層面的影響，將水平圍巖簡化為各層各向同性連續(xù)介質，提出適用于層狀圍巖的穩(wěn)定性判別依據(jù)，探究其破壞機理。針對深埋層狀圍巖特征，采用RFPA二維數(shù)值模擬軟件對隧道開挖過程進行模擬重現(xiàn)，對比分析了洞室形狀及結構面空間排布對此

3、類圍巖穩(wěn)定性的影響作用，得到了圍巖失穩(wěn)破壞過程、應力場、應變場、聲發(fā)射等分布狀況。模擬中得到的圍巖變化規(guī)律及破壞特征與理論分析結果基本一致，為類似工程設計和施工提供了可靠的科學依據(jù)。
　　然后，針對上述應力場及失穩(wěn)機理確定的圍巖薄弱區(qū)，并就層狀巖體中支護體系及其作用機理進行了分析，試圖找到合理有效地控制圍巖失穩(wěn)的途徑?？紤]隧道開挖的圍巖-支護的力學行為，歸納了幾種主要初期支護形式及其力學特點和適用條件，總結出了適合深埋水平巖層的支