基于非线性有限元的变截面隧道围岩稳定性研究

黄林华，陈秋南

（湖南科技大学 土木工程学院，湘潭411201）

随着国民经济的平稳快速发展，高速公路网不断完善，大跨度变截面隧道不断出现.大跨度变截面隧道一般很难实现一次性开挖成型，采取合适的开挖顺序以及选取合理的支护参数对隧道的安全性以及造价尤为重要.公路隧道采用新奥法［1］进行施工，通过监控量测信息动态指导设计与施工，充分发挥围岩的自承能力并保证隧道安全.

1 工程概况及地质条件

四脚岙隧道位于宁波鄞州区云龙镇与横溪镇交界处，呈近南北走向展布，设计为分离式隧道，隧道走线起讫桩号K2＋748～K4＋140，长1392m；右线起讫桩号YK2＋775～YK4＋140，长1365m，属长隧道.在右线戴港端YK3＋695～YK4＋140设置一条铺道及渐变段，铺到与正常车道之间渠化，渠化宽度1.5m宽.隧道区地形较简单，山顶浑圆，山底冲沟发育.山体总体呈近南北走向.最高海拔159.4 m，最低海拔0.4m，相对高差159m，属丘陵地貌.

隧道所处区域断裂构造从元古代就已形成，并控制了不同大地构造单元的发育历史，此后古生代除少数断裂活动外，区域内断裂构造并不发育，中新生代以来，尤其是中生代末期，受太平洋板块向欧亚板块俯冲的影响，区内的断裂构造异常活跃，先后形成了北东、北北东、北西及东西方向多组断裂.测区有区域性断裂有三组，分别为北东走向的奉化－丽水断裂带（F6），北北走向的镇海－宁海断裂带（F7）和岱山－黄岩断裂带（F8），北西向的长兴－奉化断裂带（F12）其中F6、F7为晚更新世活动断裂.新构造运动以差异间……