基于三維地質模型和巖石應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容。公路隧道的開挖和支護過程中，隧洞周圍巖體會發(fā)生應力重分布。當這種重分布應力超過圍巖的極限強度時，圍巖將產生失穩(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，從數值模擬和現場監(jiān)測兩個方面對該隧道開挖后的圍巖穩(wěn)定性情況進行分析，主要的研究內容和結論有：
　　 (1)根據工程資料提供的參數，利用地質建模軟件GoC

2、AD，來建立三維的地質模型，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。然后把該模型轉化為有限元模型來進行數值模擬，考慮了錨桿和圍巖之間的相互作用以及圍巖的應變軟化。
　　 (2)分析數值模擬和隧道監(jiān)測的數據結果得出：隧道的拱腰和拱腳會出現應力集中的情況，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，當軟弱夾層出現在隧道底部時，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，施工中及時支護可以有效確保安全。圍巖在拱腳和拱腰處容易產生塑性區(qū)，而在軟弱夾層上，塑性區(qū)的發(fā)展在拱腳處尤為嚴重，容易產生破壞。
　　 (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變軟化，在數值模擬中考慮材料的應變軟化，結果會更為合理。應變軟化計算所得到的圍巖變形比沒有考慮應變軟化的要大，并且開挖的影響范圍要大。但是考慮應變軟化得到的塑性區(qū)位置和未考慮的基本