隧道埋深对开挖稳定性影响分析①

韩 倩

(铁道第三勘察设计院集团有限公司，天津300251)

0 引言

由于现阶段我国的经济、铁路交通事业、城市轨道交通事业和科学技术的发展，尤其是隧道工程技术的发展，使得我国的隧道事业迅猛发展.

虽然国内外许多学者对其进行了深入研究，并且总结出来了许多方法，比如说经验公式法，反分析预测法、模型试验法等，但是随着隧道的形式越来越复杂，现有理论很难满足其建设的需求.另一方面，开挖过程对隧道受力变形也有一定影响，更待研究［1－4］.

隧道的埋深越浅，围岩通常强度较低，在开挖后易产生滑动面，出现塑性变形，所以埋深在隧道在开挖过程中的受力变形分析尤为重要.本文运用FLAC3D进行建模分析，其采用混合离散法来模拟材料的塑性破坏和塑性流动，另外即使模拟的是静态系统，也会采用动态运动方程，使得模拟不稳定过程更准确［5－6］.其主要分析了四种不同埋深模型在其开挖过程中的塑性区、竖直方向应力、剪切应力、竖向位移的变化.

1 工程概况

赵家沟隧道为分离式隧道，其为单洞设计，净宽14.0m，洞净高 5.0m，长 252m，最大埋深 69m;右线长335m，最大埋深58m，围岩级别为Ⅴ～Ⅳ级.隧址区属于基本稳定区，适宜修建隧道.

隧道进、出口沟谷内没有看见有水涌出，钻孔后也没有发现地下水.拟修建隧道的进出口处地势平缓，没有明显的偏压.

2 数值建模

2.1 力学模型

隧道的计算模型的建立也较复杂，首先要事先将研究的对象的几何形状、开挖和支护情况、岩体的……