复杂地质条件下支护结构稳定性分析

孟超

【摘要】本文主要基于复杂地质条件下的某高速公路隧道工程，利用有限元程序建立有限元模型，对隧道支护结构的力学状态和稳定性进行分析，并简单阐述保证支护结构稳定性的措施，以其为隧道设计和施工提供依据。

【关键词】复杂地质条件；隧道；支护结构；稳定性

支护结构稳定性是影响和制约隧道施工的主要问题，如何通过适当支护对因洞室开挖形成的应力重分布进行控制进而最大限度利用围岩承载力，同时达到围岩、支护体系的联合承载效果，是当前我们面临的重要课题之一。本文主要依托具体工程，就复杂地质条件下隧道支护结构稳定性做出分析。

一、工程概况

某隧道为某高速公路的一段，地处复杂地质条件，隧道区穿越了多种类别的岩体，洞口浅埋段上覆土层为第四系崩坡积块、碎石土；隧道最大埋深880m，大埋深段隧道围岩以石灰岩和白云质石灰岩为主，围岩的物理学参数为：石灰岩弹性模量E=8531Mpa，泊松比μ=0.19，内摩擦角φ=34.6°，粘聚力c=4.0MPa；白云质石灰岩弹性模量E=14003Mpa，泊松比μ=0.24，内摩擦角φ=39.8°，粘聚力c=1.6MPa。围岩级别判定为Ⅳ级。

二、有限元模型建立

数值分析法主要是指有限单元法，其对分析复杂地质条件下整个支护体系的稳定性具有重要理论意义，可以考虑较多的初始条件和岩体及支护结构的特征，比如粘弹性分析、无拉分析、三维的空间效应分析等，但这些分析必须具有一定前提，若前提正确或在可接受范围，才能保证计算结果的准确性和可信赖性。……