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第卷第期岩石力学与工程学报、,. .
年月易.,
深部软岩隧道施工性态时空效应分析
赵旭峰,王春苗,孔祥利
.同济大学地下建筑与工程系,,江苏南京
摘要:随着我国交通事业的迅速发展,在深部岩体中修筑隧道工程已必不可少,随之而来的深部岩体所具有的特
殊工程地质问题也更加突出。主要对深部软岩隧道工程中施工力学性态和变形时空效应进行三维非线性黏弹性数
值模拟,并将计算结果与现场实测数据进行比较验证。研究结果表明,计入围岩流变效应,考虑深部软岩隧道时
空效应影响,在作业面影响范围内,开挖面空间效应占主导因素,围岩应力随距作业面距离的加大而逐步释放;
在此范围外,软弱岩体流变属性得以充分发挥。通过分析和施工实践证明,对于深埋软岩隧道应尽早施作衬护,
以改善承载环范围内围岩受力,减少扰动,提高围岩自承能力; 由于软岩流变效应显著,必须适时设置二次衬砌
以承受来自围岩的后期流变压力,限制围岩大变形。研究成果丰富了地下工程施工力学理论,可应用于工程实践。
关键词:岩石力学;深埋隧道;软弱围岩;施工力学;开挖面效应;时间效应;流变压力
中圈分类号: 文献标识码: 文章编号: ——一

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收藕日期——:修回日期——
作者筒介赵旭峰一,男,年毕业于兰州铁道学院交通土建专业,现为博士研究生,主要从事隧道工程施工控制与数字模拟方面的研究工
作。.:.
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第卷第期赵旭峰,··
利用对小浪底地下厂房进行了三维黏弹性
引言数值模拟,分析了开挖位移和围岩稳定性。张玉军
和刘谊平对锚固正交各项异性层状岩体进行了
随着我国交通网络的不断发展,在深部岩体中三维黏弹塑生有限元分析,研究了围岩的流变动态。
开挖长大隧道已不可避免。已建成通车的秦岭隧道模拟隧道开挖过程中围岩与支护结构相互作用
长.,刚竣工的乌鞘岭隧道长.,在建的三维计算及施工特性研究已较多『】,但在计算
的太行山隧道长.。在深部岩体中开挖长大中同时考虑围岩时间效应和开挖空间效应相互影响
隧道不可避免要遇到许多复杂岩体工程问题,如高的三维时空效应研究还不是很多。本文通过对乌鞘
地应力引起的岩爆、流变、断层软岩挤入大变形、岭隧道岭脊地段断层挤入大变形进行三维非线
大量地下涌突水问题以及各种复杂地质环境给施工性黏弹性有限元数值模拟,分析开挖面空间约束效
带来的困难等也随之而出现,这些问题给我国隧道应和软弱围岩流变时效的耦合作用,得出了有报导
工程界提出了新的挑战。意义的结论。
在岩石地层中开挖隧道,伴随着开挖面向前推
进,如何尽可能地减少对岩体初始应力状态的扰动, 模拟对象及模型建立
从而使围岩处于相对稳定状态,是一个非常复杂的
. 模拟对象
问题。真实地模拟软弱围岩隧道在不同施工作业流
乌鞘岭隧道位于兰武二线兰州段打菜沟车站与
程中的力学性态,不仅要考虑软弱围岩介质的复杂
龙沟车站之