基于安全系数的挤压性围岩隧道围岩稳定性研究

刘志春, 赵伟康, 杨晨, 郭小龙, 李宁

doi:10.13319/j.cnki.sjztddxxbzrb.20240030

石家庄铁道大学学报（自然科学版） ›› 2024, Vol. 37 ›› Issue (03) : 32 -39+54. DOI: 10.13319/j.cnki.sjztddxxbzrb.20240030

基于安全系数的挤压性围岩隧道围岩稳定性研究

刘志春, 赵伟康, 杨晨, 郭小龙, 李宁

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摘要

从挤压性围岩概念出发，采用抗剪强度表达的围岩安全系数法评价围岩稳定性，推导了用应力偏张量表示的围岩安全系数表达式，通过FLAC3D二次开发，实现围岩安全系数的数值表达。探讨了变形等级和断面形状对围岩稳定性的影响规律，并研究了注浆加固对围岩稳定性的影响规律。研究结果显示，与塑性区评价方法相比，围岩安全系数法可以实现任何位置的围岩破坏程度定量评价；围岩破坏边界呈蝴蝶形分布；隧道断面面积越大，围岩破坏范围越大；隧道越接近圆形，围岩相对破坏范围越小，圆形为最优断面形状；超前注浆加固对围岩稳定性的改善效果优于径向注浆加固。研究结果为挤压性围岩隧道结构设计和施工变形控制提供参考。