TBM开挖深埋铁路隧道引起的围岩扰动分析

• 作者: 王飞阳 周凯歌 方勇 徐公允 汪辉武 卓彬
• 来源期刊: 隧道建设（中英文）
• 关键词: 铁路隧道 TBM 围岩扰动 应力重分布 弹性应变能 力流 岩爆 数值模拟
• 年，卷（期）: 2021,（2）
• 所属期刊栏目: 研究与探索
• 页码范围: 240-247
• 页数: 8页
• 分类号: U45
• 语种: 英文
• DOI: 10.3973/j.issn.2096-4498.2021.02.010

摘要

TBM深埋铁路隧道地应力水平高,应力场复杂多变.为研究TBM开挖深埋铁路隧道引起的围岩扰动,明确其应力重分布特征及产生机制,依托实际铁路隧道工程,采用FLAC 3D数值模拟软件,建立TBM隧道施工掘进模型,基于力流理论对TBM隧道开挖过程中的围岩应力分布特征及弹性应变能进行分析,采用弹性应变能大小为指标对隧道岩爆位置进行预测.研究结果表明:1)隧道围岩应力及弹性应变能大致呈上下对称分布,TBM的质量对围岩应力分布影响不大;2)在水平构造型应力场中,σx(横向应力)的重分布对σ1(最大主应力)的应力集中程度影响显著,拱顶和拱底、拱肩和拱脚、拱腰处最大主应力集中分别主要由横向应力、剪应力、竖向应力集中引起;3)σ1的应力集中程度反映了弹性应变能的跃升水平,隧道拱底和拱顶发生岩爆的可能性最大.