文档介绍：第 22 卷
第 2 期重庆交通学院学报 2003 年 6 月
Vol. 22
No. 2 JOURNAL OF CHONGQING JIAOTONG UNIVERSITY June 2003
公路隧道围岩稳定性研究现状与展望
吴梦军1, 2,
陈彰贵1,
许锡宾2,
赵明阶2
( 1. 重庆交通科研设计院, 重庆 400067; 2. 重庆交通学院, 重庆 400074)
摘要: 随着国内外公路隧道建设规模和数量的日益增多, 隧道围岩稳定性研究的方式与方法也变得多样化. 笔
者全面阐述了国内外公路隧道围岩稳定性理论与试验研究的现状, 并分析了今后研究的主要发展趋势.
关
键
词: 公路隧道; 围岩稳定性; 理论研究; 试验研究
中图分类号: U451+ . 2
文献标识码: A
文章编号:1001- 716X(2003) 02- 0024- 05
随着山岭区公路建设的不断发展和公路等级的工程中, 隧道开挖后由于卸荷作用使围岩应力进行
不断提高, 公路隧道的建设规模和数量日益增多. 在重分布, 并出现应力集中. 如果围岩应力处处小于岩
国外, 挪威已修建长达 24. 5km 的莱尔河谷隧道, 瑞体弹性极限强度, 这时围岩处于弹性状态. 反之, 围
士也已修建长达 16. 3km 的 Gotthard 隧道. 在我国, 岩将部分进入塑性状态, 但局部区域进入塑性状态
由于经济相对落后及公路隧道修筑起步较晚, 隧道并不意味着围岩将发生坍落或失稳. 因而研究围岩
修筑技术及单洞长度与发达国家相比, 还有一定的稳定就不能不考虑塑性问题, 芬纳( Fenner) - 塔罗
差距. 但最近几年, 在国家大量投资修建高等级公路勃( Talobre J) 和卡斯特奈( Kaster H) [ 1] 等给出了围岩
的同时, 公路隧道修筑规模及数量有较大的发展. 已的弹塑性应力图形如图 1. 随着半解析元法以有限
建成华蓥山隧道( 4. 8km) 、二郎山隧道( 4. 2km) 、大厚条法的形式提出, 林银飞、郑颖人[ 2] 将有限厚条法
溪岭隧道长、尖山子隧道、中梁山
( 4. 1km) ( 4. 0km) 和弹塑性分析结合在一起, 提出了弹塑性有限厚条
隧道等特长隧道国内最长公路隧道陕西
( 3. 1km) , 法, 采用大单元内划分小网格的方法判断塑性区范
秦岭终南山公路隧道长约现已开始施工长
( 18km) , 围, 在弹性区及塑性区内采用统一的解析函数级数,
达 7. 35 km 的湖南雪峰山隧道也已进入设计阶段.
以修正常刚度增量法为迭代方法, 推导出了塑性系
据不完全统计, 我国已建成公路隧道 1700 余座. 这
数矩阵及塑性刚度矩阵. 并将其应用于地下工程三
些隧道对促进我国国民经济的发展、改善交通运输
维弹塑性围岩稳定性分析中.
环境等方面起着重要的作用. 为了适应隧道设计与
施工技术的发展需求, 国内外学者自 19 世纪开始,
对隧道围岩稳定进行了大量的理论与试验研究. 笔
者对这些研究方法进行了全面的阐述, 并在此基础
上分析了隧道围岩稳定性研究的主要发展方向.
1
理论研究现状
1. 1
力学分析方法
从 19 世纪