围岩条件分析

如题所述

(1)计算参数

某小净距隧道存在Ⅲ、Ⅳ和Ⅴ级三种围岩,以此三种围岩条件为变量研究围岩等级对小净距隧道围岩应力位移分布和稳定性的影响规律。计算采用的洞形条件、映射函数系数、计算力学模型同本节3.5.1,净距为0.7B,埋深为90m,围岩物理力学参数及其他计算参数见表3.5。

图3.18 不同埋深条件的洞周位移分布

表3.5 计算参数

(2)围岩应力分析

图3.19为Ⅲ、Ⅳ和Ⅴ级三种围岩条件的洞周特征点环向应力分布,洞周特征点位置同图3.15。

由图3.19知Ⅲ、Ⅳ和Ⅴ级围岩条件的小净距隧道,环向应力最大值均在中岩柱侧,为竖向应力,且围岩条件越好环向应力最大值越大,这和围岩条件越好侧压力系数越小及围岩容重越大有关。环向应力最小值均出现在拱顶和拱底,且围岩条件越好环向应力最小值也越小,这和围岩条件越好侧压力系数越小有关。虽然随着围岩条件变好环向应力最大值增加,但应力增加值和围岩强度增加相比是较小的,因此在其他条件均相同的情况下,围岩稳定性越好。

图3.19 不同围岩级别洞周特征点环向应力

(3)围岩位移分析

图3.20为不同级别围岩洞周特征点位移分布。由图知围岩条件越好洞周特征点位移越小,且围岩条件对洞周特征点的水平位移影响要远大于竖向位移影响。图中Ⅴ级围岩的中岩柱侧拱腰水平位移为6mm,另外侧位移为9mm左右,而Ⅲ级围岩洞周各特征点水平位移几乎没有变化,均在0.2mm左右,Ⅳ级围岩洞周各特征点水平位移略有变化,最大值在0.4mm左右,Ⅴ级围岩洞周各特征点水平位移均是Ⅲ和Ⅳ级围岩的数十倍。从竖向位移看,Ⅲ级围岩的拱顶和拱底位移均在3~5mm;Ⅴ级围岩拱顶位移为19mm左右,拱底位移为14mm左右,大于Ⅲ级围岩4~6倍。因此,若从位移判据出发判断小净距隧道围岩的稳定性,围岩条件对小净距隧道稳定性影响巨大,围岩条件好坏直接决定了围岩稳定性,是影响小净距隧道围岩稳定性结构因素中的首要因素。

图3.20 不同围岩级别洞周特征点位移

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