基底围岩膨胀对泥岩隧道受力特性的影响

为研究泥岩地区基底膨胀作用下隧道的受力特性及仰拱变形规律,运用非线性有限元数值模拟方法,开展不同含水量条件的基底湿胀特性对泥岩隧道结构的影响分析,获取隧道围岩位移的变化规律,以及衬砌、仰拱、回填层的应变和应力特征.结果表明:隧底围岩吸水膨胀对仰拱底鼓影响较大,对拱顶沉降有一定的抑制作用;随着基底围岩膨胀作用的增强,仰拱的最大主应力表现出减小趋势,最小主应力表现出不断增大趋势;回填层的应力、应变均表现出增加趋势;回填层的最大主应力和最大主应变均呈钟形对称分布,最小主应力呈M形对称分布;回填层中心及一定范围是控制泥岩隧道仰拱底鼓的关键部位.研究结果可为类似的泥岩地区隧道设计及仰拱底鼓控制提供理论参考.