连拱隧道开挖围岩压力拱形态演化特征研究

邓忠富

摘要：作为一种新式的隧道结构，连拱隧道具有造价低、占用面积少的优势。但是连拱隧道由于受施工复杂、跨度大、受力复杂等众多因素影响，导致在施工过程易出现坍塌、地表沉降等问题。因此，文章利用FLAC3D软件建立了连拱隧道模型，研究分析在饱水和无水条件下，不同埋深隧道的围岩压力拱形态演化特征。研究结果表明：连拱隧道施工开挖时，在饱水条件下，隧道围岩最小主应力达到最大值时的垂直距离较无水条件下的垂直距离远，所形成的压力拱高度较大;在开挖初期第2、第3步开挖步的进行中，饱水条件下的应变能熵值明显增大，要及时对其进行支护来确保施工过程中的围岩稳定性;随着连拱隧道埋深的增加，隧道围岩主应力和拱顶整个区域围岩应变能熵有明显放大趋势;在饱水条件下随着连拱隧道埋深增加，分步开挖而产生的围岩压力拱偏态效应更加明显。

关键词：数值模拟;连拱隧道;压力拱;围岩压力

中国分类号：U456.3文章标识码：A331285

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连拱隧道在施工过程常常出现掌子面坍塌、地表沉降等事故，对隧道自身结构和周边环境有严重危害。其中，关于连拱隧道开挖过程中的围岩压力拱形态演化特征，目前已有学者做了大量研究：李春柳[1]采用综合研究方法，就连拱隧道围岩的偏压力拱的形成和变化规律进行了分析;来弘鹏等[2]研究了某地区浅埋暗挖的连拱隧道围岩压力特征;郑颖人等[3]提出在深埋和浅……