脆岩超大断面隧道双层初支支护时机研究

作者：贺家新; 贺少辉^*; 刘夏冰; 麻建飞

来源：岩石力学与工程学报, 2023, 42(12): 3010-3019.

DOI：10.13722/j.cnki.jrme.2023.0377

• 隧道工程
• 破坏接近度
• 脆性岩体
• 超大断面隧道
• 分步开挖
• 双层初支
• 支护时机

通过改进现有的破坏接近度理论，建立脆性岩体力学状态的安全性评价指标(BRSI)，实现对脆性岩体弹性状态、应变硬化状态、脆性破坏和残余状态的定量表达。基于脆性围岩力学状态与BRSI指标之间的定量关系，提出一种脆岩超大断面隧道分步施工中双层初支最佳支护时机的确定方法。通过三维数值模拟，将所提方法在下北山隧道工程中进行分析与验证。结果表明：(1)低围压状态下，凝灰岩达到极限强度后立即发生脆性破坏，随着围压的增加，凝灰岩表现出逐渐软化的特征；(2)隧道施工中，围岩BRSI值的发展经历初始发展、快速发展和逐步稳定3个阶段；(3)中导坑岩柱的开挖使洞壁围岩的应力状态和破坏模式发生转变，导致中导坑的最佳支护时机比边导坑滞后2～10 m;(4) BRSI指标能够准确、直观地表征脆性围岩的力学状态，所提支护时机确定方法合理、可靠。

• 单位
  北京交通大学; 建筑工程学院; 广东华路交通科技有限公司