基于突变理论的岩溶隧道拱顶安全厚度分析与失稳预测

作者：邹洋; 彭立敏; 张智勇; 雷明锋^*; 彭龙; 施成华

来源：铁道科学与工程学报, 2021, 18(10): 2651-2659.

DOI：10.19713/j.cnki.43-1423/u.T20201075

• 岩溶隧道
• 突变理论
• 安全厚度
• 稳定性分析
• 失稳时间预测

为解决岩溶地区隧道安全施工的问题,在突变理论基础上,对岩溶隧道顶板安全厚度及稳定性问题进行研究。基于弹性梁模型,综合考虑围岩自重和隧道坡度等因素,建立隧道拱顶突变失稳的判别方程,得到岩溶隧道顶板安全厚度的计算公式,并分析相关因素对顶板安全厚度的影响规律。在此基础上,进一步提出隧道拱顶失稳预测方法,并结合工程实例进行验证。研究结果表明:溶腔水压力、溶腔大小、围岩弹模对拱顶安全有着重要影响;基于突变理论得到的岩溶隧道顶板安全厚度计算方法在实际工程应用中具备可行性与较高的准确性,建立的顶板失稳预测模型能有效预测岩溶隧道拱顶失稳时间。

• 单位
  土木工程学院; 中交三航局第三工程有限公司; 中南大学