松散岩堆隧道洞口段初期支护厚度对隧道稳定性影响研究

文章针对散岩堆积体隧道洞口段围岩极其破碎、自稳能力差的特点,采用数值模拟与理论分析相结合的手段,分析和探讨了隧道洞口段不同厚度的初期支护对隧道洞周位移及应力的影响特征。研究结果表明:在3种不同工况下隧道洞口段开挖引起的洞周收敛呈拱脚>拱腰>拱肩的分布规律,隧道拱顶产生较大沉降,隧道拱底产生较大隆起,但增加初支厚度对位移的限制效果有限;在3种不同工况下初期支护最大主应力最大值主要出现在隧道拱脚位置,最小主应力的最大值主要出现在拱肩位置,最大剪应力最大值出现位置与最小主应力出现位置相同;3种不同工况下洞周位移和初期支护应力在分布规律上未出现明显区别,随着初期支护厚度的增加而减小。

高地应力软岩隧道双层初期支护围岩变形特征

为控制高地应力软岩隧道围岩变形,优化双层初期支护结构,以宁缠隧道为工程背景,通过数值模拟方法分析隧道在双层初期支护不同厚度组合和第二层支护不同施作时机下的变形情况,结合现场监测数据分析单、双层初期支护围岩变形特征,验证数值模拟的准确性。结果表明:在第一层初期支护层厚不大于0.04倍隧道跨径时,增大第一层初期支护厚度对控制隧道拱顶和拱腰变形均有较好的效果,但随着厚度增大,控制效果增强幅度逐渐减弱。第一、二层初期支护厚度比为0.8~2.7时,围岩变形量与厚度比符合指数函数关系。拱腰收敛比拱顶沉降对第二层初期支护施作时机更为敏感。第一、二层支护厚度分别取35 cm和20 cm能较好控制围岩变形,并保证现场的可操作性。下台阶开挖完成前属于围岩应力释放的集中期,开挖卸荷影响占变形主导地位;施作二次衬砌后,围岩流变占变形主导地位。