隧道开挖引起的围岩变形特征数值分析

王伟杰

(中铁十八局集团有限公司，天津 300222)

隧道开挖引起的围岩稳定性问题一直是工程界关注的重点问题，合理预测并控制隧道开挖过程中的围岩变形对于确保隧道施工安全至关重要[1]。近年来，国内外相关学者对隧道开挖引起的围岩变形等问题进行了深入研究，如戚翼等[2]以哈尔滨地铁二号线为例，运用FLAC3D软件建立三维模型对隧道开挖后地表和拱顶位移的变化趋势进行数值分析；轩元等[3]以红河隧道为工程依托，利用MIDAS/GTS有限元软件对不同施工方法进行三维数值模拟计算；甘安武等[4]提出利用BP(back propagation)神经网络和数值模拟方法对隧道围岩力学参数进行反演分析，利用强度折减法通过数值模拟计算相应的拱顶沉降值，通过离散点拟合求得隧道围岩的自稳系数，从而分析隧道围岩的稳定性。在相关研究基础上，为更深入了解隧道开挖引起的围岩变形特征，以乐雅高速公路光华山隧道为例，利用大型有限元分析软件ABAQUS研究隧道开挖对围岩变形的影响及关键点位移的变化规律，并将现场实测结果与数值结果进行对比分析，研究结果可为类似工程提供参考。

1 工程概况

1.1 工程基本情况

乐雅高速公路光华山隧道在雅安连接线上设光华山分离式隧道1座，从光华山南东坡穿入，自西北坡穿出，场地基岩大面积出露，进口位于光华山山梁的SE坡，出口位于光华山山梁的WN坡。隧道里程左洞为ZK0+815～ZK1+877，全长为1 062 m，右洞为LK0+820～LK1+885，全长为1 065 m，其中左洞进出口的洞门形式是削竹式，右洞进洞形式为削竹式、出洞为单压式明洞。……