断层带隐伏溶洞群对隧道衬砌受力特征的影响及施工方法研究

溶洞会造成隧道围岩变形以及隧道衬砌结构受力特性的改变。以穿越断层带隐伏溶洞群的某隧道为研究对象,采用Midas|GTS软件建立数值模型,研究在存在无充填干溶洞群的情况下,分别采用台阶法和CD法施工穿越断层带斜向隐伏溶洞群时,隧道衬砌结构的应力变化规律,并根据衬砌结构受力特征对施工方法进行比选。结果表明:隧道施工穿越断层带隐伏溶洞群时,衬砌结构应力变化主要受控于断层带围岩力学性质,溶洞群对衬砌结构应力变化的影响相对较小。隧道下部(拱脚、拱底位置)溶洞会造成衬砌结构拱底位置应力集中。若隧道下部无溶洞,采用CD法施工,除衬砌结构侧壁位置应力值较大外,衬砌结构其他位置应力值均小于台阶法开挖情况,因此采用CD法施工更为合理;若隧道下部有溶洞,下部溶洞使得衬砌结构拱底位置处应力较大,采用台阶法开挖较合理。

隐伏溶洞位置组合效应对隧道施工影响的数值分析

岩溶隧道施工安全和支护结构稳定性与隐伏溶洞位置分布有关.本文通过Midas/gts进行数值模拟分析,研究隐伏溶洞不同位置组合下,隧道施工过程中的围岩变形与支护结构受力特性.数值模拟结果表明:隐伏溶洞群分布在隧道上部时,对隧道围岩变形及支护结构稳定性影响较小;当隐伏溶洞群分布在隧道下部时,若拱脚位置同时存在溶洞,则会对隧道支护结构稳定性与围岩变形产生较大影响,若拱脚位置无溶洞则对隧道围岩变形与支护结构稳定性影响不大;隐伏溶洞群分布在侧部对隧道围岩变形与支护结构稳定性影响最大.