两组耦合节理工况下隧道变形数值研究_石益东.pdfVIP

现代 隧道技术 两组耦合节理工况下隧道变形的数值研究 MODERN TUN NELLING TECHNOLOGY 文章编号： （ ） DOI: 10.13807/ki.mtt.2014.06.015 1009-6582 2014 06-0089-05 两组耦合节理工况下隧道变形的数值研究 石益东 1 李志忠 2 李 军 2 桑运龙 3 （ 内蒙古建筑职业技术学院，呼和浩特 010 ； 内蒙古交通设计研究院有限责任公司，呼和浩特 10010； 1 010 2 0 3 上海同岩土木工程科技有限公司，上海 200092 ） 摘 要 文章以玉山县高竹山隧道的围岩节理特征为基础，采用离散元软件 UDEC 建立二维计算模型，通过计 算不同工况下的拱顶塌落高度值，研究了两组节理耦合工况下节理倾角、间距对隧道变形的影响。 研究结果表明，随 节理倾角的增大，塌落高度先增大（0°~30°时）后减小（30°~45°时）最后再增大（45°~90°时） ，且节理倾角为60°时塌落 高度计算值与普氏理论值最为接近；当节理间距在0.2~1.0 m 范围内时，随节理间距的增大塌落高度呈非线性减小； 当间距接近 1.0 m 时，塌落高度降幅不明显；当间距不大于0.2 m 时，计算值与普氏理论值最为接近。 关键词 公路隧道 节理 围岩变形 塌落高度 中图分类号： + 文献标识码： U451 .2 A 过现场节理描述、 实测变形数据分析、 室内模型试 1 引 言 验、数值模拟计算多种手段研究了不同节理组数、倾 在地应力的长期作用下， 岩体内部发育着各种 角、 间距工况下的节理发育特征对隧道变形的影响 不同规模的地质界面，如断层、节理、层面及软弱夹 规律， 并提出了普氏公式中对塌落拱高度计算的修 层等。这类结构软弱面的存在破坏了岩体的整体性， 正方法；但是对于两组节理的工况，刘学增等人考虑 使岩体的强度要远低于岩石强度， 直接影响到岩体 工况过少，适用性不强[9~11] 。 力学性质和破坏方式。已有研究表明，当岩体中具有 在实际工程中，往往是两组，甚至多组节理同时 断层时，断层对岩体破坏有很强的控制作用；当不存 存在，这类工况对地下工程的影响更为复杂，上述研 在断层时，则节理对岩体破坏具有控制作用。 目前， 究多是针对单组节理的理想工况展开研究， 或是两 国内外不少专家，通过模型试验、数值模拟的研究手 组节理耦合的工况过少， 研究成果对实际工程的指 段得出，节理倾角、间距等参数对岩土工程的形变与 导性不强。因此，本文依托玉山县高竹山隧道在建工 稳定性最为明显[1~6] 。 程，对节理产状（走向、倾向、倾角）等数据进行现场 杨伟峰等（2009 ）在模型试验中，通过正交试验 采集，并选取典型断面，建立数值模型，研究两组节 的参数组合研究了裂隙间