不同断面形状硐室围岩稳定性模拟研究

采用FLAC3D软件进行四水平三因素(埋深、侧压力系数和硐室断面形状)条件下正交模拟试验以及变单因素下的模拟试验。采用极差分析方法对硐室围岩塑性区因子δ进行分析认为,影响塑性区因子δ最大的组合为A4B4C1,各因素的主次关系依次为硐室埋深、断面形状、侧压力系数。变单因素下的模拟结果认为,圆形硐室顶底板和两帮移近量及其周围水平应力随侧压力系数的增大呈线性递增;垂直应力随侧压力系数的增大呈线性递减。圆形硐室断面塑性区因子随侧压力系数增大呈指数函数增大;硐室顶底板及两帮移近量随埋深的增大呈指数函数增大,硐室周围水平应力和垂直应力随埋深的增大均呈线性递增关系。相同的外载条件下,直墙拱形硐室顶板变形量高于底板,矩形、梯形和圆形硐室的顶底变形量相当,且圆形断面硐室的变形量最小。

岩体力学参数对隧道围岩稳定性的影响分析

文章采用正交数值模拟试验方法研究了岩体力学参数对隧道水平收敛、拱顶下沉量和塑性区因子的影响。选取6个因素(弹性模量、泊松比、内摩擦角、抗拉强度、内聚力和密度)、3个水平的正交试验方案,采用方差分析方法对试验结果进行分析。结果表明:影响水平收敛量因素的程度大小的次序为内聚力、弹性模量、内摩擦角、抗拉强度、泊松比;影响拱顶下沉量因素的程度大小的次序为内聚力、内摩擦角、弹性模量、抗拉强度、泊松比;影响塑性区因子因素的程度大小的主次顺序为内摩擦角、内聚力,而密度对隧道围岩稳定性几乎没有影响;改变任一岩体力学参数,试验结果与正交试验结果吻合;考虑隧道围岩稳定性,应当对隧道开挖后的水平收敛量、拱顶下沉量和塑性区因子等进行综合考虑。针对三泉隧道V级围岩段施工,提出合理支护方式,并通过数值分析和现场监控量测验证了围岩处于稳定状态。