深埋高地应力水工隧洞节理岩体开挖塑性区特征及分布规律研究

• 作者: 惠强 张军 姜海波
• 来源期刊: 现代隧道技术
• 关键词: 深部隧洞 塑性区分布 数值模拟 节理岩体 开挖扰动 高地应力
• 年，卷（期）: 2021,（4）
• 所属期刊栏目: 分析与计算
• 页码范围: 86-94
• 页数: 9页
• 分类号: TV39|U459.6
• 语种: 中文
• DOI: 10.13807/j.cnki.mtt.2021.04.010

摘要

深埋高地应力水工隧洞处于复杂的地质力学环境中,开挖过程中围岩塑性区的分布及演化规律是隧洞稳定控制的关键.为了揭示高地应力水工隧洞开挖塑性区特征及分布规律,文章采用理论分析与数值模拟相结合的方法,推导了塑性区范围的计算公式,并引入新的无量纲参数作为非圆形隧洞围岩塑性区的评价指标,分析了节理岩体在高地应力条件下,侧压力系数以及开挖扰动对围岩塑性区的影响.研究结果表明,开挖扰动对于岩体开挖塑性区发展的轴向影响范围大约为1.0～1.5倍洞径,对于存在节理面的岩体,该影响范围可达到2倍洞径.侧压力系数直接影响围岩的塑性区形状,围岩塑性区有顺着节理面进行不规则扩展的趋势;水平应力与垂直应力差异性越大,节理面对围岩塑性区范围的影响越大,同时节理面有阻止塑性区沿垂直节理面方向扩展的作用.