香树坳岩溶隧道数值模拟和扰动效应分析*

张 力，傅鹤林，于 归，易 达，金玉良

1.中交四公局，北京 100000

2.中南大学，湖南 长沙 410075

不良地质岩溶现象在我国分布广泛，而岩溶发育会对隧道建设带来不利的影响，影响隧道施工安全。为了有效处理岩溶问题，分析岩溶对隧道施工带来的影响是十分有必要的。文章依托双向江玉高速公路香树坳隧道工程项目，对溶洞影响下的双线隧道变形和受力进行数值模拟，获得隧道围岩的变形和受力情况，旨在为类似工程提供参考。

1 工程概况

贵州省江口至玉屏（大龙）高速公路全长15.624km，是一条双向四车道高速公路。沿途设有多个隧道，其中香树坳隧道进口位于江口县闵孝镇中练村附近，出口位于江口县闵孝镇中练村附近，左线隧道长1665m，右线长1687m，两隧道的间距为5.4m。该隧道属低山地貌单元。山坡较陡，植被较发育。隧址区高程556.60～764.80m，相对高差208.2m。隧址区的地层分布如下：上覆为第四系松散残坡积成因的黏土及崩坡积成因的块石土，底部基岩为寒武系下统变马冲组页岩、寒武系下统变清虚洞组灰岩、寒武系下统杷榔组钙质页岩。项目区地质构造复杂，褶皱和断裂都较发育，隧道洞身处还有岩溶发育。穿越岩溶的隧道段围岩主要是强～中风化灰岩。岩溶高约4m、宽约10m，岩溶距离隧道顶部约5m。

2 数值模拟

2.1 计算模型

香树坳隧道穿越岩溶模型宽60m（X轴方向），高80m（Y轴方向）。数值模拟模型图如图1所示。采用二维模型模拟岩溶的存在对香树坳隧道带来的影响，其中周围土体采用2D单元模拟，土体的本构模型遵循摩尔库伦强度准则。……