隧道三台阶七步法施工力学行为数值研究

围岩条件较差的矿山法隧道在施工过程中常采用三台阶开挖等方法控制围岩变形。文章依托某暗挖隧道,采用有限元软件ABAQUS建立隧道三维有限元模型,模拟隧道采用三台阶七步法开挖并施作支护的施工过程,分析隧道施工引起的围岩变形及支护内力的变化规律。结果表明:洞周变形、支护结构内力和变形存在不对称性,拱顶轴线左右两侧存在沉降差,且非对称开挖步会增大沉降差,对称开挖步仅传递沉降差;隧道轴线右侧地表沉降略大于左侧;围岩应力分布的最大值位置始终在两侧的拱脚处,且应力最大值先增大后减小;隧道右侧锁脚锚杆轴力略大于左侧。研究结果可为采用相似工法的隧道施工提供参考。