大断面公路隧道施工围岩稳定性数值分析

文章编号:1673 0836(2005)02 0227 04超大断面隧道围岩的稳定性分析师金锋,张应龙(西北工业大学,西安 710072)摘 要:根据地下结构设计理论和岩石屈服的Drucker-Prager准则,考虑到围岩的自身承载能力,采用有限元对广西柳州一处公路隧道围岩的稳定性进行了分析。

考虑到开挖方式、开挖顺序对围岩稳定性的影响,对围岩的开挖过程进行模拟。

确定不同开挖方式下隧道围岩的位移、应力状态,以及位移、应力状态随时间的变化规律,为隧道施工过程中开挖方案的制定、支护时间的选取提供了依据。

关键词:超大断面隧道;围岩稳定性;有限元分析中图分类号:TU457 文献标识码:BFEM Analysis of Rock S tability on Super Section TunnelSHI Jin Feng,Z HANG Ying Long(N orthwestern Polytechn ical University,Shanxi Xi an710072,China)Abstract:Based on theory of structure desi gn and guide line of Drucker-Prager for rock.taking in to account of its capabili ty bearing the weight of surrounding rock,the Guangx i Liuzhou Ci ty road tunnel has been analysed to simulate the surrounding rock by FE M analysis.Considering the effect of the excavated means and the excavated order to the stabili ty of the surrounding rock,the process of excavation of the surrounding rock is simulated.Making certain surrounding rock of tun nel bit shift,stress conditi on on the different excavation means,and the al ternation regular pattern with bit shift and stress adapts to time.It offered a foundation for excavation scheme formulation and selection supporti ng ti me in the process of buildin g the tunnel.Keywords:Super section tunnel;rock stabili ty;FE M analysis我们在公路隧道的开挖过程中,遇到许多面积超过100m2的断面,给施工安全和进度都带来了一定的难度。

隧道工程中的围岩稳定性分析隧道工程是一项复杂而重要的工程，涉及到许多工程学科的知识。

其中一个关键的因素就是隧道围岩的稳定性。

围岩的稳定性对隧道的安全和可持续运营起着至关重要的作用。

因此，隧道工程中的围岩稳定性分析成为了工程师们研究和解决的难题。

隧道工程中的围岩稳定性分析可以分为岩石力学分析和数值模拟两个方面。

岩石力学分析是指通过实地勘探和采样，对隧道围岩的物理力学性质进行实验室测试，并通过理论计算和分析，了解围岩的强度、变形性能、破坏特性等。

这样可以为隧道设计提供关键的参数和参考依据。

进行岩石力学分析时，首先需要对围岩进行采样。

通过岩芯和地质面的观察，可以得到围岩的颜色、结构、岩石类型等基本信息。

然后，利用岩石工程力学测试，如拉伸试验、压缩试验等，确定围岩的强度和变形特性。

同时，还需要进行单轴和三轴剪切试验，以评估岩石的抗剪强度。

这些实验数据可以为后续的数值模拟提供基础。

数值模拟是利用计算机模拟隧道施工和运营过程中围岩的变形和破坏情况。

通过数值模拟，可以对围岩的稳定性进行全面准确的分析和预测。

在数值模拟中，主要采用有限元法进行计算。

首先，需要根据岩石力学分析得到的实验数据，建立围岩的材料模型和边界条件。

然后，将隧道建模，并将岩石材料模型应用于模拟中。

最后，对围岩施加负荷，通过计算机模拟围岩的变形和破坏情况。

在进行围岩稳定性分析时，需要考虑到许多因素。

其中，地下水是一个重要的因素。

地下水的存在会显著影响围岩的稳定性。

当隧道施工过程中遇到地下水时，要通过合理的抽水措施来控制地下水位，减少对围岩的影响。

此外，还要考虑到隧道周围的地质构造和应力状态等因素。

这些因素的综合分析和计算可以帮助工程师们确定围岩稳定性的状况，并制定相应的安全措施。

围岩稳定性分析的准确性对隧道工程的安全和可持续运营至关重要。

它可以帮助工程师们了解围岩的力学特性，预测围岩的变形和破坏情况，制定合理的施工方案和安全措施。

因此，在隧道工程中，围岩稳定性分析是一项必不可少的工作。

隧道围岩的稳定性分析与评价隧道是现代交通建设中不可或缺的一部分，而隧道的稳定性对于交通运输的安全性和效率起着至关重要的作用。

因此，对隧道围岩的稳定性进行分析与评价显得至关重要。

本文将从不同的角度对隧道围岩的稳定性进行探讨。

首先，我们需要了解隧道围岩的特点。

隧道围岩是指隧道开挖时所遇到的周围岩石或土层，其特点主要包括力学性质和岩层结构。

力学性质包括岩石的强度、变形特性和破坏模式，而岩层结构则主要涉及岩层的纵向和横向切割裂缝、节理等。

了解这些特点可以为后续的稳定性分析提供基础。

其次，隧道围岩的稳定性分析可采用多种方法。

其中一种常用的方法是数值模拟，通过使用计算机程序模拟隧道开挖过程中的围岩响应，进而评估其稳定性。

这种方法可以考虑多种因素，如地下水位、地应力分布、围岩强度等，从而较为准确地预测隧道的稳定性。

另外，实验模型也是评价隧道围岩稳定性的重要手段。

通过在实验室中制作隧道围岩模型，并施加不同的荷载，可以观察和测量模型的变形和破坏情况，从而获得对真实工程的参考和指导。

接下来，我们需要关注隧道围岩稳定性评价的指标。

常用的评价指标包括围岩的变形和破坏程度、岩体的开挖后裂隙扩展情况以及周围环境对隧道围岩稳定性的影响等。

这些指标可以通过观测和记录岩体的位移、应力、应变、岩石裂隙的发育情况以及地下水位的变化等来评价。

此外，也可以通过进行各种力学实验获得更准确的参数值，从而提高评价的可靠性和准确性。

最后，我们需要考虑隧道围岩的稳定性评价的应用。

首先，对于已经建成的隧道，在设备和材料条件允许的情况下，可以通过监测围岩的稳定性指标，及时发现问题并采取措施进行修复和加固，以确保隧道的安全使用。

其次，对于正在建设中的隧道，稳定性评价可以帮助设计者选择合适的支护措施和参数，并为施工过程中的安全措施提供依据。

最后，对于规划中的隧道项目，稳定性评价可以帮助决策者选择合适的线路，避免潜在的围岩稳定性问题。

综上所述，隧道围岩的稳定性分析与评价对于交通运输的安全和效率至关重要。

浅埋大断面隧道围岩稳定性数值模拟及现场监控量测发布时间：2021-06-08T15:52:09.160Z 来源：《基层建设》2021年第4期作者：苑海坤[导读] 摘要：浅埋软弱地层下修建大断面隧道面临的大变形问题一直是工程建设中的难题。

浙江公路水运工程监理有限公司浙江省杭州市 310000摘要：浅埋软弱地层下修建大断面隧道面临的大变形问题一直是工程建设中的难题。

该类地层通常被划分为Ⅶ级或V级围岩，本身强度低，岩质类地层主要为全风化或强风化岩，土质类软弱地层主要是黄土地层、软塑状黏性土等，施工中可能产生极端变形，甚至塌方，危害极大。

关键词：浅埋大断面隧道；数值模拟；现场监控引言隧道施工往往从大刚度支护、超前加固技术、开挖方法及预留变形量四方面入手制定变形控制措施，而在设计与施工过程中均没有考虑初期支护结构和周围岩体之间的相互协调变形问题。

这种协调变形关系与隧道开挖方法有关，具有明显的时空效应，得到不同开挖方法下围岩与支护结构协调变形关系，就能获得合理的预留变形量，避免大变形对工程带来的影响。

1概述随着中国“一带一路”倡议和“长江经济带”等国家战略计划的实施，中国西南山区交通基础设施建设进入了前所未有的快速发展时期。

由于西南山区地质结构复杂，地势陡峭，山谷深，岩石多变，大多数公路/铁路都有70%至80 %的隧道，隧道建设已成为西南山区交通建设的重中之重。

隧道开挖破坏了岩石原有应力的平衡，原因是施工技术不佳或地质条件复杂，在施工过程中，如果发生滑坡安全事故，包括由于以下原因造成隧道塌方，就会发生围岩变形或破坏稳定的情况然而，目前对隧道塌方损害的研究主要集中在早期预警预测、原因分析和治理措施方面，对隧道内围岩的渐进破坏过程和破坏机制没有系统的研究。

因此，深入研究不同围岩水平下浅埋隧道滑坡变形破坏机制及安全控制对于隧道滑坡事故的预防和管理具有重要的理论和实践价值。

2变形差分析目前，隧道施工监测中常用的变形控制标准主要是地表沉降、顶板沉降、周边汇合点和变形速度，很少有关于非规则地表沉降的控制指标。

公路隧道围岩稳定性分析及支护对策研究在隧道建设中最为关心的是隧道围岩稳定性问题。

本文对影响隧道围岩稳定性的各类因素进行了分析，并对衬砌技术、衬砌防排水技术进行简要的说明，指出其中存在的问题并提出相应的解决思路，以期对公路隧道围岩稳定性的研究及实际工程施工有所帮助。

标签：公路隧道；围岩；支护；对策一、隧道围岩稳定性影响因素1、地质及地质结构。

地质及地质结构主要考虑岩性的影响、岩体结构及裂隙的分布和特殊地质条件（如岩溶区、强风化区、断层破碎带等不良地质）。

2、地应力。

地下工程的失稳主要是由于开挖工作引起的应力重分布超过围岩强度或引起围岩过分变形而造成的。

而应力重分布是否会达到危险的程度主要看初始应力场的方向、量值和性质而定。

3、岩体力学性质影响。

如上所述，工程岩体的稳定性主要视岩体的强度与变形特性与开挖后重分布的围岩应力这二者相互作用的结果而定。

强者强于后者则稳定，弱于后者则不稳定。

工程岩体的破坏主要有拉破裂和剪破裂两种基本类型，所以其抗拉强度和抗剪强度很重要。

4、工程因素。

工程因素主要指洞室的方位、规模（高、跨）、形态、使用性质、施工方法、开挖工艺、支护形式及实施过程、受其它工程活动的影响等。

5、地下水因素。

6、时间因素。

围岩状态随时间的恶化及地层压力的增加主要有两方面的原因：一是岩体的流变性质。

二是时间的增长加剧了围岩弱化过程。

二、公路隧道围岩稳定性分析方法（一）力学解析方法自从人们对围岩稳定性的研究开始，对其的力学研究一直处于不断进步的过程，主要经历了从古典压力理论、散体压力理论以及发展到现在更为先进的弹性、塑性力学理论。

隧道开挖之后，因改变了岩体之间原有的受力状态，使得围岩内部受力重新分布，并有可能出现应力集中的不利状态，因此需对其受力状态进行受力分析，如果围岩所受的应力均小于岩体的弹性极限强度，则围岩稳定，处于弹性状态，而当围岩部分受力超出其受力状态时，使得处于弹塑性状态，会因围岩受力不均匀而使得围岩发生部分坍塌，因此需对围岩进行弹塑性进行分析。

浅谈隧道围岩稳定性分析近年来，数值分析在隧道工程领域的应用越来越广泛，成为隧道工程研究设计的重要手段。

数值模拟分析具有很多优点，主要有：①可以模拟复杂的地质条件、复杂的工程结构以及复杂的荷载、边界条件;②在隧道工程开挖过程中，如若用数值软件进行模拟的话，就能从应力应变云图、变形矢量图、位移变化曲线图等图中直接明了地观察岩土体变形过程中的应力场、位移场的变化。

与现场模型试验相比，数字模拟不用实际的工程材料、工程仪器以及具体的试验方案，而且数值模拟及时方便的调整相关的模拟参变量的大小，也能适时的停止模拟，观察某一阶段的应力应变，总的来说，数值模拟的效果有时甚至要远远好于现场模型试验 [1]。

余存鹏以明垭子软岩隧道为依托，通过FLAC3D数值模拟分析了现场施工引起的隧道围岩变形值，根据位移评判依据来评判隧道的稳定性[2];尚岳全等基于流固耦合理论，利用有限差分软件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，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岩稳定性的影响[3];姚军，王国才等基于新奥法的基本原理要求，采用数值分析开展在不同地应力释放条件下围岩稳定性影响的研究，结果表明，地应力释放越大，锚杆承担的荷载越小，围岩的塑性区发展范围越大[4];廖军，杨万霞等采用有限元模拟分析某一公路隧道的施工过程，研究在不同的工况条件下，隧道围岩的稳定性，根据分析结果为隧道施工选择了合理的开挖施工方法[5]。

因此，在隧道工程中，通过采用数值模拟方法研究施工过程中围岩的应力、应变和位移变化，进而分析研究隧道施工过程中的稳定性，具有重要的现实意义。

2工程概况火石岗隧道为贵州省境内仁怀至赤水高速公路第6合同段中的一条中长距离分离式隧道。

隧道建筑界限净宽10.25m，净高5m。

左幅起讫桩号ZK38+273～ZK38+800段，全长527米，最大埋深100米;右幅起讫桩号YK38+300～YK38+827段，全长527米，最大埋深115米。

公路隧道围岩与支护结构的稳定性分析公路隧道工程施工的过程中，隧道开挖施工会对原本的土体结构造成较大的扰动影响，使原本处于平衡状态的土体结构被打破，此种状况下就极易产生隧道坍塌的事故问题，因此实际施工中，应充分分析隧道结构的力学分布状况，采取适当的支护方式对隧道结构进行支撑，通过人工干预的方式使隧道开挖结构的土体始终处于平衡状态，从而保障隧道施工安全。

对于支护方案的合理确定，需要有隧道围岩稳定性的参数作为支持，这也要求相关人员在隧道开挖时，应对其稳定性进行有效分析。

支护结构设立后，可以给出一个反向的作用力，用于控制土体结构变形的问题，从根本上达成稳定围岩结构的目的。

初期支护的主要作用是承载部分土体结构，保证施工空间的安全性，这就要求其刚度较大，承载能力较强，不会因荷载重量的增加产生变形问题，有效维系作用空间安全。

而支护结构和隧道围岩的结构安全与稳定性分析的准确性存在直接关系，这也突出了对其展开研究的重要性。

二、公路隧道围岩稳定性的常见分析方法隧道围岩稳定性分析时，可以结合工程的实际施工需求，选择局部分析或者全部分析，在近些年，隧道施工安全的问题备受关注，也先后提出了多种围岩稳定性分析的方法，在稳定性分析中各具优势，可以根据工程状况和施工环境等因素适当选择分析方法，为隧道工程的安全施工提供准确的数据支持。

1、地质类比分析法该种分析方式实际上就是在对公路工程区域的岩石特定和地质信息等参数进行获取后，对比以往的工程参数所得出的分析结果，在各类工程参数逐渐完善的基础上，将围岩稳定性形成了多个等级。

进行围岩稳定性分析时，可以根据以往的工程参数确定围岩稳定性的等级，之后结合国家的工程岩体分级标准，对支护结构的形式进行合理选择，确保支护结构的稳定性和荷载能力能够起到加固围岩结构的效果，降低围岩破损或者开裂的事故问题。

现阶段地质类比法已经成为隧道施工中的常见稳定性分析方法，有效提升了隧道工程施工的安全性。

2、图解分析图解分析需要在了解岩石结构特性的基础上，结合工程的作用力以及各个结构的连接形式和空间关系，采用投影的方式按照实际的比例得出相关的坐标，之后对其进行图解，从而实现对围岩结构性能和稳定性的准确分析。

隧道工程中的岩层稳定性分析隧道工程是一项复杂而重要的工程，对岩层稳定性的分析是确保隧道安全建设的关键。

本文将介绍隧道工程中岩层稳定性的分析方法和技术。

一、隧道工程中的岩层稳定性分析概述在隧道施工过程中，岩层的稳定性是一个至关重要的问题。

如果岩层不稳定，就可能导致洞穴塌方、地质灾害等严重后果。

因此，进行岩层稳定性分析是隧道工程的基本要求之一。

二、岩层稳定性的评估指标1. 地应力地应力是岩层稳定性分析的一个重要参数。

通过测量地应力大小和变化趋势，可以判断岩层的稳定性状况。

2. 岩石力学参数岩石力学参数包括岩石的抗压强度、抗拉强度、抗剪强度等。

通过测试这些参数，可以确定岩层的稳定性。

3. 水文地质参数水文地质参数包括地下水位、渗透性和含水量等。

这些参数的变化对地下岩层的稳定性具有重要影响。

三、岩层稳定性分析方法1. 数值模拟方法数值模拟方法是一种常用的岩层稳定性分析方法。

它通过借助计算机软件，对隧道工程中的岩层进行模拟和分析，可以预测岩层的变形和破坏情况，评估其稳定性。

2. 统计方法统计方法是通过统计大量实测数据和观测数据，来确定岩层的稳定性。

通过对数据的分析和比对，可以判断岩层是否处于稳定状态。

3. 实地勘察方法实地勘察方法是一种直接观察和测量隧道工程现场的方法。

通过对岩层的实地勘察和监测，可以了解岩层的实际情况，进而评估其稳定性。

四、岩层稳定性分析技术1. 地面测量技术地面测量技术是一种非常重要的岩层稳定性分析技术。

通过使用测量仪器，如全站仪、测距仪等，可以获得隧道工程现场的地形、地貌等数据，用于稳定性的分析。

2. 地球物理勘探技术地球物理勘探技术是通过使用地震波、电磁波等物理信号，对岩层的内部结构和性质进行探测的技术。

通过对地下岩层的勘探，可以获取到岩层的相关参数，用于岩层稳定性的分析。

3. 遥感技术遥感技术是一种通过卫星遥感图像、航空照片等数据，对隧道工程附近的地貌、岩层等进行分析的技术。

通过借助遥感技术，可以获取到大范围的岩层信息，进而对岩层的稳定性进行评估。

引汉济渭秦岭隧洞开挖期围岩稳定性数值分析作者：李荣军韩福雷龙党建涛李卓来源：《人民黄河》2021年第11期摘要：隧洞巖体的稳定性分析是保证施工期和运行期安全稳定的重要研究课题，隧洞围岩稳定中地应力因素有着十分重要的作用，基于引汉济渭秦岭引水隧洞二衬混凝土开裂洞段典型断面的应力实测结果与地形地质构造条件，运用FLAC3D软件模拟地下隧洞工程的施工开挖。

结果显示，洞周围岩总体处于受压状态，主压应力一般为8～38 MPa，在拱顶与右侧拱肩、拱墙与底板交汇处有一定程度的压应力集中，压应力为28～38 MPa。

隧洞顶拱位移总体上为5～20 mm，两侧边墙朝临空面方向的位移总体上为5～35 mm，底板回弹变形总体上为5～25 mm，位移较大处在Ⅳ类围岩中，断层f处尤其突出。

隧洞开挖后产生了一定范围的塑性区，以剪切破坏为主，塑性区主要在Ⅳ类围岩中，深度3～4 m;靠近断层区域塑性区进一步向断层延伸，局部塑性区深度达6 m。

关键词：模拟;非线性;隧洞;围岩;塑性变形中图分类号：TV53文献标志码：Adoi：10.3969/j.issn.1000-1379.2021.11.026引用格式：李荣军，韩福，雷龙，等.引汉济渭秦岭隧洞开挖期围岩稳定性数值分析[J].人民黄河，2021，43（11）：137-139，146.Numerical Analysis of Surrounding Rock Stability During Excavation ofQinling Tunnel from Hanjiang River to Weihe RiverLI Rongjun1， HAN Fu2， LEI Long1， DANG Jiantao1， LI Zhuo1（1.Hanjiang-to-Weihe River Water Diversion Project Construction Co.， Ltd.， Shaanxi Province，Xi’an 710024， China;2.Construction and Operation Bureau of Qinghai Datonghe-to-Huangshui Diversion Project，Xining 810001， China）Abstract： The stability analysis of tunnel rock mass is an important research topic to ensure the safety and stability of the construction period and operation period. The in-situ stress factor plays a very important role in the stability of tunnel surrounding rock. Based on the stress measurement results of the typical section of the second lining concrete cracking tunnel section of the water diversion tunnel from Hanjiang to Weihe and the geological and topographical conditions， this paper used the FLAC3D software is used to simulate the excavation of underground tunnel. The results show that the surrounding rock around the tunnel is generally in a state of compression， and the main compressive stress is generally between 8 MPa and 38 MPa. There is a certain degree of compressive stress concentration at the intersection of the vault and the right spandrel， the arch wall and the bottom plate， with the magnitude of 28 MPa to 38 MPa. The displacement of the tunnel top arch is generally between 5 and 20 mm; the displacement of the side walls on both sides towards the free face is generally between 5 and 35 mm; the rebound deformation of the bottom plate is generally between 5 and 25 mm; the larger displacement occurs in class IV surrounding rock， especially atfault F. After the tunnel excavation， a certain range of plastic zone is produced， which is mainly shear failure. The plastic zone mainly appears in class IV surrounding rock， and the depth is within 3-4 m; in the area near the fault， the plastic zone further extends to the fault， and the depth of local plastic zone reaches to 6 m.Key words： simulation; nonlinear; tunnel; lining structure; plastic deformation地下洞室的开挖施工是一个特别复杂的动态加卸载物理力学变化过程，隧洞开挖作业后岩体的应力场、位移场、塑性区变化分布规律和岩体的应力路径存在着一定的关联性，和隧洞开挖作业施工方法、施工步骤、衬砌支护方式和时间有着千丝万缕的联系[1-2]。

２．２黄土隧道变形特征２．２．１新黄土隧道变形特征新黄土（幺、幺）大孔发育，具有垂直节理，土质结构松散一稍密一中密，含水量较小，一般为５～１５％，易产生陷穴，覆盖于地表，厚度一般为３０～５０ｍ。

由于其垂直节理发育，在垂直节理面上因节理切割形成竖向软弱面，各个软弱面问黏聚力很小，多个软弱面互相切割，形成了与周边围岩黏聚力很小的棱体。

隧道开挖时形成了临空面，受开挖扰动和支护缺陷，在重力作用下棱体塌落形成塌方。

根据对其变形分析，在新黄土（Ｑ，、Ｑ４）地层，围岩变形释放快、具有突然性，属脆性破坏，故要强调对变形的控制【翊。

图２．２为侯月线百家垣隧道地表、拱顶下沉位移图，它反映了该隧道衬砌前的最大沉降值。

图２．３为宝兰二线码头隧道双层复合式衬砌试验断面水平收敛位移图，它反映了该隧道衬砌前水平收敛已趋稳定。

图２．２百家垣隧道地表、拱顶下沉位移图（ｍｍ）图２．３码头隧道水平收敛位移图（ｍｍ）２．２．２老黄土隧道变形特征老黄土一般覆于新黄土之下，埋深较大，含水量为１５～４０％。

老黄土隧道围岩强度低，容易发生屈服形成塑性区，这时的变形主要为塑性变形，可进行柔性支护适当释放其变形，但若无支撑或支护强度不足致使围岩蠕变过大时，会脱落形成塌方ｉ州。

图２．４为宝中线大寨岭隧道水平收敛位移图，它反映了该隧道水平收敛呈继续发展趋势。

图２．５为宝中线大寨岭隧道水平收敛位移图，它反映了该隧道在调整支护参数后水平收敛、拱顶下沉已趋稳定。

图２．４大寨岭隧道水平收敛位移图（ｍｍ）图２．５调整后拱顶下沉、水平收敛位移图（ｒａｍ）由图可知，对于深埋老黄土隧道．其变形有一个发展过程。

周边围岩变形具有蠕变特性。

若监控量测位移不收敛，表明围岩或支护结构有失稳可能，应加强初期支护或调整旋工方法或及时麓作二次衬砌。

对老黄土隧道而言，土体含水量的大小对施工的影响很大，并且直接影响围岩稳定、开挖安全、初期支护和二次衬砌变形量。

２．３黄土隧道的围岩压力２．３．１隧道深浅埋划标准分表２．Ｉ为《铁路隧道设计规范》（ＴＢｌ０００３—２００５）中关于深、浅埋隧道的划分标准。

关于大洞径隧洞围岩稳定性分析摘要：随着我国经济的不断发展，社会进程的日益加快，我国的隧道开挖工程也得到了充分的发展空间。

然而，在我国社会主义现代化建设工作的要求下，大洞径隧洞的需求量也愈来愈大，这就带给了隧道开挖企业以巨大的压力：在我国现今的地质条件下，大洞径隧洞的开挖过程中存在的许多的变量，如岩土自身特性的不确定性，天气的不确定性以及地质的多变性都严重地影响了大洞径隧洞的开挖工作的开展，且洞径愈大，变量也随之而愈大。

因此，如何有效控制大洞径隧洞开挖过程中的变量已经成为了现今每一个隧道开挖企业都极为重视的一个问题了。

本文将通过对围岩的稳定性进行全方位的分析，来达到提高开挖人员对大洞径隧洞开挖过程中的变量控制工作力度的目的。

关键词：大洞径隧洞；稳定性；岩土特性1、围岩稳定性分析在大洞径隧洞开挖过程中的意义围岩的稳定性是影响着整个大洞径隧洞开挖成效的一个主要因素：就我国目前的开挖技术来说，围岩的稳定性在开挖的过程中并没有能够得到有效的控制，这就意味着工程实施企业必须从其它的方面来弥补对围岩的稳定性不足的问题。

而在我国现今的地质条件下，大洞径隧洞开挖工程已经成为了一项存在变量极多的工程了，每一项工作的开展都会影响着整个大洞径隧洞开挖工程的进度及质量，这就要求各项工作的开展都必须具有一定的针对性，且必须能够协调好各个阶段与各个阶段、各项工作与各项工作之间的关系，尤其是在地质结构愈发复杂，开挖技术对地质结构的破坏不断加大，且大洞径隧洞本身所具有的岩土多样化等工程环境下，工程开展过程中各项工作的衔接更是尤为重要的。

这对工程管理人员来说，是一个考验，也是一个入职的条件：任何的管理工作是具有针对性和系统性的。

要想成为一个合格的工程管理人员，就必须在管理的过程中凸显出管理工作的系统性及针对性，从根本上确保对工程全局的控制。

而针对围岩的稳定性弥补来说，工程管理人员要突显出对其的管理工作的针对性和系统性，则必须对围岩的稳定性进行全方位的分析，就稳定性分析结果出发，制定出一系列的保障措施，从实效上实现对围岩稳定性的有效控制。

大断面隧道开挖稳定性数值模拟分析摘要：由于山岭隧道穿越地层较多，地质条件复杂多样。

运用Midas有限元软件对大断面隧道建立模型进行模拟，分别采用了三种不同方式进行模拟开挖，通过分析隧道围岩位移及应力，来判断隧道稳定性。

得出以下结论：开挖时的水平位移与竖向位移最小的是CD法，其次是上下台阶法，最大的是全断面法，采用CD法时的拱顶沉降量最小，经综合比较采用CD法开挖时施工最为安全。

关键词：隧道，数值模拟，围岩稳定性。

一、简介在山区道路建设中，由于地形地质情况复杂，需修建隧道通过山体，缩短道路的铺设距离，同时减小对附近坡体的破坏。

面对大断面大跨度的隧道修建时，面临施工和设计的困难，选择合适的施工方案可以减少围岩扰动等问题，保障施工的安全与进度。

近年来各国学者不断地对隧道施工方案的合理性进行研究探索，并取得了显著进步，王朝南[1]针对某高速公路的大断面隧道工程为例,采用数值分析方法。

分析结果得出全断面法对该隧道拱顶沉降影响最大.徐良[2]以隧道开挖引起地表沉降变形为研究对象，给出了在不同的地质条件下更加符合实际的开挖方法。

贾杰南[3]通过数值模拟对比了全断面法和法"确定软弱地层条件的变形破坏区域。

刘希亮[4]通过比较位移、应变、应力选用了台阶法对地铁穿隧道进行模拟。

本文以国内某高速铁路为工程实例，基于Midas有限差分软件进行数值模拟，同时采用三种不同的施工方法，通过拱顶沉降水平位移围岩应力塑性区域讨论大断面山岭隧道合适的施工方案。

二、工程概况某铁路隧道工程所在地区的地形高低起伏大，岩石稳定性差，施工会遇见各种复杂情况，对隧道施工的安全性和隧道围岩的稳定产生极大影响，开挖时极易产生坍方、脱层、掉块等问题为保证隧道施工的安全性，需要对隧道施工工艺进行优化。

地层的弹性模量为50Mpa、泊松比0.36、粘聚力100Kpa、摩擦角25，隧道衬砌为C20和C30混凝土，锚杆采用钢锚。

三、模型建立利用 Midas/GTS 软件模拟隧道施工过程。

大跨度公路隧道长期稳定性分析6.1 引言前面的分析都是基于岩体的弹塑性本构关系进行的，未考虑时间效应和长期蠕变的影响。

前人研究发现，地下工程开挖后一段很长时间内，支护或衬砌上的压力一直在变化，可见岩石的蠕变对于隧道特别是深埋隧道围岩的变形和长期稳定性，具有重要影响[78]。

为保证现场隧道的长期稳定运行，必须考虑到长期蠕变效应。

蠕变是当应力不变时，应力随时间增加而增长的现象，是流变效应的最重要表现特征。

岩石的蠕变曲线有三种主要类型[88]，见图6-1。

图6-1 岩石蠕变曲线图中三条蠕变曲线是在不同应力下得到的，C B A σσσ>>，蠕变试验表明，当岩石在较小荷载σC 持续作用下，变形量虽然随时间增长有所增加，但变形速率逐渐减小，最后变形趋于一个稳定的极限值，这种蠕变称为稳定蠕变；当荷载σA 很大时，变形速率逐渐增加，变形量一直加速增长，直到破坏，蠕变为不稳定蠕变；当荷载较大时，如图中的abcd 曲线所示，此时根据应变速率不同，蠕变过程可分为3个阶段：第一阶段，如曲线中ab 所示，应变速率随时间增加而减小，故又称为减速蠕变阶段或初始蠕变阶段；第二阶段，如曲线中bc 所示，应变速率保持不变，故又称为等速蠕变阶段；第三阶段，如曲线中cd 所示，应变速率迅速增加直到岩石破坏，故又称为加速蠕变阶段。

一种岩石既可发生稳定蠕变也可发生不稳定蠕变，这取决于岩石应力的大小。

超过某一临界应力时，蠕变向不稳定蠕变发展。

小于此临界应力时，蠕变按稳定蠕变发展，通常称此临界应力为岩石的长期强度。

对岩石隧道来讲，由于开挖和支护导致应力重分布，围岩产生不同的应力分布状态，在进行长期蠕变效应分析时，应计算相应监测点的应力和变形状态，判断其蠕变效应。

众所周知，固体本构关系有三种：弹性、塑性和粘性。

文献中，通常将围岩应力小于屈服极限时应力应变与时间的关系称为粘弹性问题，将围岩应力大于屈服极限时应力应变与时间的关系称为粘塑性问题。