福建梅花山隧道岩爆机理的数值模拟分析研究

发布时间：2018-05-14 03:33

本文选题：铁路隧道 + 数值模拟　；参考：《现代隧道技术》2014年01期

【摘要】：受隧道分步施工开挖顺序的影响,隧道围岩内将会产生应力应变的非线性变化,在高地应力区域这种力学效应将更加明显,并会引起岩爆、片帮等严重地质灾害。文章结合福建梅花山铁路隧道工程实例,利用3D-Sigma软件建立三维隧道开挖数值模型,以实测应力数据为边界条件并利用Hoek-Brown强度准则估算确定岩体的输入参数,分析了开挖过程中开挖步骤的相互影响,以及隧道的三维时空应力场的变化规律。结果表明,隧道在高地应力作用下,拱顶形成压应力集中,拱肩位置形成了剪应力集中,这些应力集中导致洞壁围岩发生脆性破坏,并且后续的开挖作业会影响先前开挖成型的洞段,导致应力集中作用更为明显,加重围岩的破坏;工程实践中实际发生岩爆的位置与数值模拟结果中显示的最大压应力和最大剪应力集中位置对应良好,证明数值模拟结果能很好地揭示该隧道岩爆发生的孕育机理和规律性。
[Abstract]:Under the influence of the excavation sequence of the tunnel step by step, the nonlinear variation of stress and strain will occur in the surrounding rock of the tunnel. The mechanical effect will be more obvious in the area of high ground stress, and will cause serious geological disasters such as rockburst and slab. Combined with the example of railway tunnel engineering in Meihuashan, Fujian Province, a numerical model of 3D tunnel excavation is established by using 3D-Sigma software. The measured stress data are taken as boundary conditions and the input parameters of rock mass are estimated by using Hoek-Brown strength criterion. The interaction of excavation steps and the variation of three-dimensional space-time stress field in tunnel are analyzed. The results show that under the action of high ground stress, the compression stress concentration is formed at the arch top and the shear stress concentration is formed at the arch shoulder position, which results in the brittle failure of the surrounding rock of the tunnel wall. And the subsequent excavation work will affect the former excavation formation of the hole section, leading to stress concentration more obvious, aggravating the destruction of surrounding rock; The location of the actual rockburst in engineering practice corresponds well to the maximum compressive stress and the maximum shear stress concentration in the numerical simulation results, which proves that the numerical simulation results can well reveal the breeding mechanism and regularity of the rockburst in the tunnel.
【作者单位】：中铁五局集团有限公司;中国地质大学(北京)工程技术学院;中国地震局第一监测中心;
【分类号】：U451.2

【参考文献】

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【共引文献】

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