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考虑节理裂隙的隧道开挖响应分析

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陈海鹏,周庆琨,林细旗,俞松明,唐必循

（1.温州市交通工程管理中心，浙江温州325500；2.235国道泰顺段改建工程指挥部，浙江温州325500；

3.泰顺县交通运输局，浙江温州325500；4.泰顺县交通工程建设中心，浙江温州325500）

摘要：针对考虑节理的隧道开挖问题，文章利用3DEC软件建立隧道开挖模型，基于强度折减法研究不同层理结构面的倾角和层理走向与隧道

轴线夹角对隧道开挖稳定性和变形的影响。结果表明，结构面倾角对隧道开挖过程中围岩的变形及稳定性有重要影响，倾角为30°时，拱顶沉降

用和拱脚水平收敛均达到最大值，安全系数最小，稳定性最差；倾角为0°时，隧道围岩拱脚的水平收敛和拱顶沉降值较小，安全系数最大，稳定性最

应

安

与好。层理走向与隧道轴线夹角对隧道围岩稳定性具有显著影响，随着夹角的增加，拱顶沉降显著减小，拱脚水平收敛先增大后减小再增大，围岩

徽究的安全系数显著提升，表明夹角越大围岩的稳定性越高。

建

研

筑

程关键词：隧道开挖；安全系数；3DEC；围岩稳定性；结构面

工

通中图分类号：U45文献标识码：A文章编号：1007-7359（2025）1-0158-03DOI:10.16330/j.cnki.1007-7359.2025.1.50

交

1引言2.1围岩稳定评价的安全系数法

近年来，随着地下工程向着规模更大、埋深更深、线路更随着数值计算的迅速发展，在隧道、边坡等岩土工程的稳

[6]

长以及群体化方向发展，工程项目所遇地质条件日趋复杂和定性分析中，强度折减法应用广泛。传统的极限平衡分析方

[1]法未能充分考虑岩体内部应力与应变关系，因此难以精确描

多样化。在复杂地质环境中，层状结构岩体为工程中常见的

一种岩体类型，其存在层理面和构造裂隙等不同类型的地质述围岩破坏的演化过程。此外，这些方法在计算安全系数时

[2]通常需要假设滑裂面的形状为折线、圆弧或对数螺旋线等，并

结构面，岩体在力学行为上表现出明显的各向异性特征。在

隧道等地下空间的开挖过程中，这些结构面在不同的空间分未兼顾岩体与支挡结构的协同作用及其变形协调。而强度折

布和组合形式下会显著影响岩体的稳定性，易导致围岩产生减法不仅能够适应复杂的边界条件和几何变化，还能考虑岩

[7-8]

不均匀的变形与破坏，常表现为隧道支护失效、大范围的围岩土体的不连续性和非均质性，以及与环境因素的耦合作用，