隧道顶部空腔充水对初期支护结构位移影响分析

Analysis about Effect of Hydrops Cavity above Tunnel Top on Structure Displacement of Primary Support

以某岩溶隧道为工程背景,利用有限差分软件FLAC3D,对隧道顶部空腔充水工况下隧道初期支护结构位移特征进行了数值模拟研究,同时分析了空腔内水压以及充水溶腔与隧道间距的变化对隧道初期支护结构位移的影响。结果表明:初支结构最大水平位移位于充水空腔中心区段左右两侧拱肩和拱腰之间的区域,其值在1.0 mm左右且向隧道外侧变形;轴向位移以充水空腔的中心位置为对称面,沿着隧道轴向前后呈对称分布,在距充水空腔的中心左右两侧各约7～10 m的拱顶区域有最大的轴向位移,其最大值为0.54 mm;充水空腔底部对应的初支结构拱顶区域有最大向下位移,其值约为11mm,是普通区段的1.5倍。随着空腔内水压逐渐增大以及充水空腔与隧道间距离的逐渐减小,初支结构特征位置处的水平位移、轴向位移和竖向位移均有不同程度的增大;沿着隧道的轴向,初支结构越靠近充水溶腔其三向位移受影响的程度就越大。