不连续岩体中的隧道施工全过程离散单元法仿真研究

吴建文，张恒，孙建春， 林放

(1. 四川工程职业技术学院， 四川 德阳 618000；2. 西南交通大学 交通隧道工程教育部重点实验室， 四川 成都 610031)



不连续岩体中的隧道施工全过程离散单元法仿真研究

吴建文1，张恒2，孙建春2， 林放2

(1. 四川工程职业技术学院， 四川 德阳 618000；2. 西南交通大学 交通隧道工程教育部重点实验室， 四川 成都 610031)

离散单元法是一种特别适用于模拟不连续介质(如节理岩体)的数值方法，但实际操作起来比较困难。如何准确地模拟隧道的开挖和支护的每一个环节对计算结果的可靠性非常关键。本文以贵广铁路斗篷山隧道为工程依托，对隧道开挖、初期支护和二衬施作的全过程进行仿真分析。研究结果表明，围岩变形、初支内力、锚杆轴力等均随围岩破碎程度的提高而增加；初期支护在隧道开挖后对于围岩变形约束和承担荷载起到决定因素，二次支护仅作为永久支护结构，作为安全储备，其内力与初期支护相比较小，但考虑到开挖后围岩物理力学参数降低，岩土体流变性以及初期支护材料的力学性质减弱等原因，不应忽略其作用，应按受力结构进行计算设计。

隧道工程；不连续体；施工过程；离散单元法

在较坚硬的岩体中修建隧道,存在着大量的不连续面,如断层、节理、岩石层面等[1],传统的以连续介质为基础的数值模拟方法(诸如有限元法等)只适合于不连续面数量不多且位移较小的情况。由Cundall于1971年首先提出针对岩石力学中不连续岩体模拟的离散单元法则特别适合于模拟不连续介质问题。……