基于局部粗粒化离散元的冰水堆积体隧道围岩破坏特征与加固措施研究

以川藏铁路拉林段藏噶隧道穿越冰水堆积体段为工程背景,基于数字图像技术与离散元方法,在识别冰水堆积体的工程地质特征的基础上,提出一种考虑块石真实形态特征的冰水堆积体局部粗粒化模拟方法,并通过数值计算探讨隧道开挖引起的冰水堆积体围岩破坏特征以及细观破坏机制,最终提出相应的预加固措施。研究结果表明,冰水堆积体隧道围岩在开挖后沿全环渐进式破坏,具体表现为"初始松动区形成-剪切破裂面发育-松动区扩展-剪切破裂面延伸"的动态循环过程,松动区内的颗粒接触劣化证明了土体间的剪切破裂的发育扩展。此外,力链结构特征的演化规律揭示了强力链结构由环状退化为链状,最终导致块石骨架失效、围岩松动破坏这一细观机制。工程应用结果表明,提出的"全断面帷幕注浆+超前管棚+小导管"的预加固措施可显著抑制冰水堆积体隧道围岩破裂面与松动区的发育,有效控制围岩开挖稳定,钻孔取芯与隧道变形监测均满足工程需求。