深埋高地应力水工隧洞节理岩体开挖塑性区特征及分布规律研究

作者：惠强; 张军; 姜海波^*

来源：现代隧道技术, 2021, 58(04): 86-94.

DOI：10.13807/j.cnki.mtt.2021.04.010

• 深部隧洞
• 塑性区分布
• 数值模拟
• 节理岩体
• 开挖扰动
• 高地应力

深埋高地应力水工隧洞处于复杂的地质力学环境中,开挖过程中围岩塑性区的分布及演化规律是隧洞稳定控制的关键。为了揭示高地应力水工隧洞开挖塑性区特征及分布规律,文章采用理论分析与数值模拟相结合的方法,推导了塑性区范围的计算公式,并引入新的无量纲参数作为非圆形隧洞围岩塑性区的评价指标,分析了节理岩体在高地应力条件下,侧压力系数以及开挖扰动对围岩塑性区的影响。研究结果表明,开挖扰动对于岩体开挖塑性区发展的轴向影响范围大约为1.0～1.5倍洞径,对于存在节理面的岩体,该影响范围可达到2倍洞径。侧压力系数直接影响围岩的塑性区形状,围岩塑性区有顺着节理面进行不规则扩展的趋势;水平应力与垂直应力差异性越大,节理面对围岩塑性区范围的影响越大,同时节理面有阻止塑性区沿垂直节理面方向扩展的作用。

• 单位
  石河子大学; 建筑工程学院; 水利部新疆维吾尔自治区水利水电勘测设计研究院