深埋倾斜层状隧道围岩损伤区范围及地质偏压荷载计算研究

摘要

为分析深埋倾斜层状围岩隧道地质偏压的条件和计算偏压荷载，基于Hoek-Brown准则计算深埋隧道塑性区的范围，明确影响深埋隧道塑性区范围的因素；建立倾斜层状围岩的“抽屉”力学模型，提出地质偏压的判定条件和偏压荷载的计算方法，量化偏压荷载对隧道结构的影响。结果表明：Hoek-Brown准则计算的隧道围岩塑性区厚度在4.5～5.2 m之间，与现场实测值的误差不超过7.5%,计算结果与现场测试的结果具有高度的一致性，实现了对施工扰动后的围岩塑性区厚度的定量计算，揭示了岩体损伤区范围随不同开挖半径、扰动因素和岩体强度的变化规律；“抽屉”力学模型得到的地质偏压系数，在隧道几何参数一定时，随着隧道埋深和岩层的内摩擦角的减少而减少；将Hoek-Brown准则计算塑性区范围确定为“抽屉”大小，通过计算得到的偏压荷载值为273.78 kPa至596.45 kPa,与现场监测结果的偏差控制在10%以内，验证了该方法在倾斜层状围岩隧道地质偏压荷载计算的有效性。研究方法为地质偏压深埋隧道的荷载计算提供了一定的参考。

关键词

Hoek-Brown准则 / 岩体损伤区 / 地质强度指标 / 地质偏压 / 隧道荷载