上软下硬地层隧道破坏规律数值模拟

李伟伟， 宋 鹏， 李明奇

(南阳理工学院土木工程学院 河南 南阳 473000)

当前，国内外学者针对隧道围岩和施工稳定性，通过理论分析、数值分析、室内试验等手段开展了较多的研究。例如，Bobet[1]通过理论解析模型计算分析了含水条件下隧道围岩和衬砌结构受力和变形响应，吴波[2]等针对常见围岩级别组成的5组地层，通过有限元数值计算对上软下硬地层隧道围岩稳定性量化评价标准进行了详细的分析和系统的研究。郑颖人[3]等提出了岩石围岩分级思路，并以无衬砌围岩安全系数作为各级围岩自稳能力的定量判据由此反推出各级围岩的力学强度参数，改善了参数的合理性。赵文娟[4]等采用正交试验和极差分析相结合的方法得出了影响上软下硬地层的两个主要因素是跨度和埋深。邵标[5]等依托大连地铁二号线兴工街站为实际工程背景，利用有限元软件对组合变形控制措施的施工效果进行分析，发现随着支护措施的逐渐加强，地表最大沉降值逐渐减小，并且双层初期支护和增设大拱脚对于控制地表沉降效果最好。

当前，国内外学者针对隧道变形问题有着大量的研究。刘国栋[6]通过超大断面浅埋隧道的特点，针对实际的工程地质情况进行了地表下沉、隧道拱顶沉降、衬砌收敛等监测等项目的监测分析。指出超大断面浅埋隧道采用不同开挖方式的自稳时空效应及各自优缺点，并为支护体系的优化提供了理论据。滑笑笑[7]以实际的工程地质情况为研究背景，基于RFPA软件把强度折减方法引入到隧洞围岩的稳定性分析中，并指出安全系数失稳判据具有可行，不同断面形状洞室围岩的破坏模式不同。……