缓倾泥岩砂岩互层地质隧道变形机理及控制分析.pdfVIP

隧道工程unnelngineering

[D01]10.3969/j.issn2025.03.011

缓倾泥岩砂岩互层地质隧道变形机理及

控制分析

DeformationMechanismandControlAnalysisofGentlyInclinedMudstone

SandstoneInterbeddedGeologicalTunnel

刘长卿/LIUChangqing

（中铁北京工程局集团第五工程有限公司，浙江杭州311215)

[摘要】以金甬线苍前村隧道为依托进行数值模拟，针对泥岩砂岩互层地质隧道变形，通过对不同层厚的砂岩泥岩互

层地质隧道层厚、倾角、弱化系数的分析进行研究，得出泥岩砂岩互层地质隧道各自因素所引起的变形机理的

本质特征。分析不同施工方法对隧道结构变形特征及安全性能的影响，通过两台阶开挖和三台阶开挖的得出

控制变形范围。确定更为适合苍前村隧道及类似隧道的施工工法。

【关键词】缓倾泥岩；砂岩；隧道变形，机理及控制

[中图分类号】U456.3+1[文献标志码]B[文章编号]1001-1366(2025)03-053-04

金甬线苍前村隧道地质构造复杂，隧道节理的变形机理时共分析0～30°，间距5°，共7种工

发育，岩体破碎，泥岩质软，遇水软化，稳定性差，况。参数弱化的分析从弱化系数1.0～0.5，共6种

存在顺层偏压等不良地质。隧道拱顶沉降及净空工况-2]

收敛变形大，偶有掉块、塌方，初期支护侵人限界1.1不同厚度砂岩泥岩隧道变形机理分析

时有发生，施工进度缓慢，给施工带来极大的困难。通过数值模拟模型计算，将所得数据使用

掌握此类地质条件下隧道围岩的变形机理，优化控origin绘图并进行拟合，如图1所示。

制技术研究，一方面可降低施工难度，节约经济成绘图曲线

14-拟合曲线

本，另一方面也有助于提高我们在理论上对此类问

一

题的认识。因此研究隧道泥岩砂岩互层地质大变12

形机理及控制措施具有重要的理论指导意义。10

隧道围岩稳定性及变形机理8

6-

采用离散元软件udec6.0进行数值模拟，模

型尺寸长100m，宽90m，支护结构和锚杆均采4-

用结构单元模拟，围岩采用实体单元，岩层采用02468

层间厚度（m）

Mohr-Coulomb本构模型，结构面的接触采用图1层间厚度与拱顶位移关系曲线

Coulomb滑移准则。分析不同厚度的变形机理时通过数据分析可得当层间厚度较小时，随着

分别模拟层间厚度为0.5~8m，第1个间距0.5m，层间厚度的增大，拱顶位移急剧下降，而超过某一

后面间距均为1m的9种工况。分析岩层不同角度临界值后，则表现为随着层间厚度的增大，拱顶

位移下降速度减缓，从图中可以看出这一临界值

【基金项目】中铁北京工程局集团重点科研计划项目(2023A-重点-006

为4m。通过对曲