节理岩体隧道破坏规律与稳定性的数值研究

以往研究人员在进行节理岩体隧道稳定性分析时大都仅限于分析位移、应力、塑性区的大小及分布,不能明确看出其破裂面位置与范围,更无法得到安全系数定量标准。文章通过模型试验与数值分析方法将节理岩体隧道稳定性引入到定量分析。从强度及稳定性出发,运用有限元强度折减法分析节理岩体隧道的破坏状态及其安全系数,研究表明,节理倾角对破裂面位置影响较大,对于α=0°,破裂面对称分布于两侧;对于α=30°、45°,隧道破裂面随节理倾角变化相应旋转,分布于节理倾向的上下游;对于α≥60°,主要受自重作用,破裂面转移至洞顶及边墙脚位置,特别α=90°时,隧道在洞顶正中形成了贯通的塑性破裂面。通过安全系数结果表明,相对于匀质隧道,节理岩体隧道安全系数均存在不同程度的降低,其中倾角对安全系数影响最小,随节理间距减小、强度降低,安全系数均有所减小。