基于三維地質(zhì)模型和巖石應(yīng)變軟化的隧道圍巖穩(wěn)定性分析.pdf

1、隧道圍巖穩(wěn)定性評價是公路隧道安全施工的一項極為重要的研究內(nèi)容。公路隧道的開挖和支護(hù)過程中，隧洞周圍巖體會發(fā)生應(yīng)力重分布。當(dāng)這種重分布應(yīng)力超過圍巖的極限強(qiáng)度時，圍巖將產(chǎn)生失穩(wěn)破壞。
　　 本文以某公路隧道為背景，以公路隧道圍巖穩(wěn)定性評價為主線，對公路隧道穿越軟弱夾層的情況，從數(shù)值模擬和現(xiàn)場監(jiān)測兩個方面對該隧道開挖后的圍巖穩(wěn)定性情況進(jìn)行分析，主要的研究內(nèi)容和結(jié)論有：
　　 (1)根據(jù)工程資料提供的參數(shù)，利用地質(zhì)建模軟件GoC

2、AD，來建立三維的地質(zhì)模型，考慮到了隧道開挖山體的地表面起伏和隧道所要穿越的軟弱夾層。然后把該模型轉(zhuǎn)化為有限元模型來進(jìn)行數(shù)值模擬，考慮了錨桿和圍巖之間的相互作用以及圍巖的應(yīng)變軟化。
　　 (2)分析數(shù)值模擬和隧道監(jiān)測的數(shù)據(jù)結(jié)果得出：隧道的拱腰和拱腳會出現(xiàn)應(yīng)力集中的情況，容易發(fā)生剪切破壞；拱頂和拱底是軟弱夾層施工過程中圍巖破壞的危險區(qū)域，當(dāng)軟弱夾層出現(xiàn)在隧道底部時，適時施加仰拱以限制豎向位移，對控制拱底的拱起有一定的效果；而當(dāng)軟弱

3、夾層在拱頂時，拱頂向下的位移會較大，容易發(fā)生坍塌，施工中及時支護(hù)可以有效確保安全。圍巖在拱腳和拱腰處容易產(chǎn)生塑性區(qū)，而在軟弱夾層上，塑性區(qū)的發(fā)展在拱腳處尤為嚴(yán)重，容易產(chǎn)生破壞。
　　 (3)通過通用有限元軟件ABAQUS中提供的子程序來定義圍巖材料的應(yīng)變軟化，在數(shù)值模擬中考慮材料的應(yīng)變軟化，結(jié)果會更為合理。應(yīng)變軟化計算所得到的圍巖變形比沒有考慮應(yīng)變軟化的要大，并且開挖的影響范圍要大。但是考慮應(yīng)變軟化得到的塑性區(qū)位置和未考慮的基本