不同倾角的破碎带对隧道围岩稳定性影响

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1、第35卷，第3期公路工程Vo1．35．No．32010年6月HighwayEngineeringJun．，2010不同倾角的破碎带对隧道围岩稳定性影响祝末，尚岳全，王迎超，王智磊(浙江大学建筑工程学院，浙江杭州310058)[摘要]针对工程中具有破碎带的隧道存在饱水的实际情况，基于流固耦合理论，利用有限差分法软件Flac，对含有破碎带的隧道围岩在饱水条件下的开挖稳定性进行分析。通过考虑流固耦合效应，得到不同倾角的破碎带在开挖前后的渗流场特性、主应力特性和塑性区特性等结果，并在此基础上分析了地下水的存在对隧道围

2、岩稳定性的影响。研究结果表明：随着破碎带倾角的增大，使围岩加速破坏，塑性区的范围也逐渐扩展，说明形成不稳定围岩的区域也在扩大。通过渗水模型试验对存在破碎带的围岩在饱水情况下隧道失稳的过程进行演示，揭示围岩破坏的机理。研究成果可为富水地层条件下含破碎带的隧道工程开挖设计提供了理论参考。[关键词]流固耦合效应；破碎带；围岩稳定性；隧道工程[中图分类号]U451．2[文献标识码]A[文章编号]1674—0610(2010)03—0036—05TheInfluenceofRushedZoneinDiferentAng

3、lesandSaturatedwithWaterontheStabilityofSurroundingRockinTunnelConstructionZHUMo，SHANGYuequan，WANGYingchao，WANGZhilei(CollegeofCivilEngineeringandArchitecture，ZhejiangUniversity，Hangzhou，Zhejiang310058，China)[Abstract]Inviewofthetunnelinaquiferstratawhichco

4、ntainscrushedzoneinconstruction，bytheuseofthecoupledfluid—solidmodule，thispaperanalyzesthestabilityofsurroundingrockwithcrushedzonewhichisinaquiferstrata．Consideringoftheeffectofthecoupledfluid-solidtheorem，ob—tainedthecharacteristicsofseepagefield，principa

5、lstressandplasticzonetothecrushedzoneindiffer—entangles，andanalyzedtheinfluenceofundergroundwatertothestabilityofsurroundingrockonthebaseofit．Theresultofthisresearchshowsthatasthedipangleofcrushedzoneenlarges，surroundingrockacceleratestodestroyandthescopeof

6、plasticzoneisextendinggraduallySOthattheareasofan·steadysurroundingrockareenlargingsimultaneously．Themechanismofsurroundingrockdestructioncanberevealedthroughsimulatinganddemonstratingtheprocessoftunneldestabilizationbytheexperimentofseepagemodeltosurroundi

7、ngrockwithcrushedzonewhensaturation．Theresultsprovideatheoreticalbasisforthedesignoftunnelinaquiferstratawhichcontainscrushedzone．[Keywords]coupledfluid—solideffect；rushedzone；stabilityofsurroundingrock；tunnelengi—neering力场。因此，采用应力场和渗流场的耦合关系进行0引言两场的耦合计算分析将更

8、接近工程实际。在饱水地层中进行隧道开挖时，水文地质环境孔隙介质渗流研究最早出现于TerzaghiK对有的改变必然引起围岩渗流场的改变，从而影响围岩关地面沉降的研究，其主要内容限于考虑一维弹性的稳定性。隧道开挖形成新的水文地质边界条件，孔隙介质中饱和流体流动时的固结，后来TerzaghiK同时围岩受到扰动，使应力场发生改变，引起岩体结提出了著名的有效应力公式，该公式至今仍是研究构的变化，也会改变岩体的