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第22卷 增2岩石力学与工程学报 22(增2)：2857～28602003年10月 Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering Oct .，20032003年2月20日收到初稿，2003年5月29日收到修改稿。
作者 赵德安 简介：男，44岁，博士，现任教授，主要从事岩土与地下工程数值分析等方面的工作。
E-mail ：zhaodea@ 。
侧压力系数对隧道衬砌力学行为的影响分析赵德安 蔡小林 陈志敏 李双洋(兰州交通大学土木工程学院 兰州 730070)摘要 利用奥地利岩土工程分析软件FINAL ，考虑岩土的弹塑性性能，分析了侧压力系数变化对隧道衬砌力学行为的影响程度。
计算中考虑了锚杆的作用和地下洞室开挖时的应力释放问题。
结果表明合理变化范围内的侧压力系数对隧道衬砌内力和位移的影响程度在15%左右。
关键词 岩土力学，弹塑性，衬砌，侧压力系数分类号 TU 311.3 文献标识码 A 文章编号 1000-6915(2003)增2-2857-04INFLUENCE OF SIDE-PRESSURE COEFFICIENT ON MECHANICALBEHAVIOUR OF TUNNEL LININGZhao Dean ，Cai Xiaolin ，Chen Zhimin ，Li Shuangyang(School of Civil Engineering ，Lanzhou Jiaotong University ， Lanzhou 730070 China )Abstract The influence of the side-pressure coefficient on the mechanical behaviour of tunnel linings is analysed. The analysis is based on the Austrian geotechnical software ，FINAL ，which considers the elasto-plastic behaviour of geomaterials ，the function of bolts in tunnel and the stress release situation in tunnel excavation. The results show that the forces and displacements can vary in 15% while the side-pressure coefficient varies from 0.15 to 0.75.Key words rock and soil mechanics ，elasto-plasticity ，lining ，side-pressure coefficient1 引 言目前国际上采用的地下结构设计方法可以归纳为以下四种设计模型[1]。
围岩侧压力系数对隧道衬砌支护刚度的影响性研究发表时间：2020-12-01T08:07:33.039Z 来源：《防护工程》2020年23期作者：陈鑫涛[导读] 一般衬砌支护E选取为围岩E的10~15倍时既能发挥围岩自承能力，又能保证安全，能充分节约材料。
泸州市交通运输局泸州 646000摘要：本文分析岩土体应力状态对隧道支护结构的影响，由于表征岩土体应力状态的侧向压力系数λ是不断变化的，其值为极限侧压力系数λa到1，随着λ趋近于λa，伴随的是岩土体应力状态和稳定状态的恶化。
侧向压力系数能够反映岩土体是否处于抗剪强度极限状态。
以λa作为控制参数，分析隧道随着支护刚度不断提升其受围岩压力变化趋势及周边围岩的塑性分布范围，以此作为实际隧道施工中支护参数选取的参考。
关键词：土体应力状态；侧压力系数；有限元；支护刚度；围岩压力；沉降Abstract：In this paper, analysis of rock mass stress state influence on tunnel supporting structure,due to the characterization of the lateral pressure coefficient of rock mass stress state lambda is constantly changing, the limit value of lateral pressure coefficient of λa to 1 , as the λ tend to λa, is associated with the deterioration of rock mass stress state and stable state. Lateral pressure coefficient can reflect whether the rock mass in the shear strength limit state. To λa as control parameters, analysis of tunnel with ever increasing supporting stiffness by the surrounding rock pressure change trend and scope of the plastic distribution of surrounding rock, as the actual tunnel construction of supporting parameter selection of reference. Key words：the soil stress state； the lateral pressure coefficient； the finite element； supporting stiffness； the surrounding rock pressure；the settlement1、土体的应力状态与抗剪强度基于平面、均质土（岩）体的假设，必具有对任一深度z处，点的应力状态参数记录了历史受力过程，应力状态一般描述为：σz=γz=σ1σx=λγz =σ3根据摩尔-库伦的抗剪强度表达式：τ=σ*tanΦ+c摩尔圆与抗剪强度包线的关系为：λ为侧压力系数，侧压力系数的变化对隧道衬砌力学行为有着强烈影响。
隧道开挖围岩变形监测与初始地应力场反分析文辉辉;张婵娟;潘晓光;袁坤【摘要】隧道施工的安全预警问题,备受工程界关注.在湖北省谷(城)竹(溪)高速公路珠藏洞隧道施工过程中,基于现场监测数据的指数函数回归模型,采用位移反分析法对隧道工程区域的岩体地应力场进行了反分析.根据反分析成果对隧道施工进行了模拟,确定了工程区地应力场的分布特征.其分析成果与周边隧道的应力测试结果吻合较好,为工程的安全施工、监测断面的布置、围岩稳定性评价、二次衬砌施作时间的确定提供了依据.【期刊名称】《人民长江》【年(卷),期】2012(043)019【总页数】4页(P38-41)【关键词】位移反分析;初始地应力;隧洞开挖;围岩变形监测;珠藏洞隧道【作者】文辉辉;张婵娟;潘晓光;袁坤【作者单位】中交四航工程研究院有限公司中交交通基础工程环保与安全重点实验室,广东广州510230【正文语种】中文【中图分类】U45现场围岩变形监测作为新奥法施工的重要组成部分，在整个隧道的施工过程中具有极其重要的作用［1］。
同时，运用现有的地质勘探技术、岩石力学与工程理论，开展围岩材料特性参数反分析，对隧道掘进面附近围岩变形进行预测和开展超前地质预报工作均具有重要意义。
湖北省谷(城)竹(溪)高速公路珠藏洞隧道所处地区地质条件复杂、现场勘探资料并不完整，为确保隧道施工安全，本文以现场拱顶位移和边墙收敛监测数据为基本信息，采用位移反分析法对围岩初始地应力场进行了反分析，并将反分析结果应用于隧道施工监测，有效地预测了隧道围岩变形及最终变形量，为评估围岩的稳定性和确定二次衬砌施作时间发挥了重要作用。
1 工程概况珠藏洞隧道是谷(城)竹(溪)高速公路中的一条分离式隧道，位于湖北省保康县寺坪镇境内，地处青峰断裂带区域。
隧道按双向四车道进行设计，左洞全长2 356 m，右洞全长2 290 m，设计净宽10.25 m，净高5.5 m［2］。
隧址区在大地构造上位于扬子淮地台(扬子克拉通)北缘的青峰台褶束，地形起伏较大，植被较发育，走向近东西向，略向北突出。
水工隧洞岩体覆盖层厚度数值计算及其分析摘要：在寒冷地区，围岩与支护结构受低温通风的影响，其温度场及应力场发生剧烈变化，隧洞会出现变形不收敛现象，严重时还会失稳坍塌。
围岩与支护结构作为隧洞的共同承载体，两者在温度影响下的耦合力学特性和相互作用机制是关系隧洞安全建设和运行的重要因素。
因此，研究低温热应力作用下隧洞耦合结构温度场和应力场的分布规律，对于隧洞安全施工和稳定运行具有重要的实际工程意义。
关键词：水工隧洞;数值模拟;覆盖层;抗剪强度引言随着我国矿山建设、水利水电和油气开采等行业的蓬勃发展,其工程规模越来越大,但同时也伴随着各种越来越复杂的岩石力学问题,尤其是在高地应力的作用下,岩体力学特性随时间变化发生不同程度的劣化,易产生岩爆等由应力主导作用的破坏,影响水工隧洞的开挖建设及安全运行。
但研究岩爆的前提条件还须掌握工程区域的初始地应力场状态。
１引水隧洞工程地质条件引水隧洞位于河源市源城区西南部，从新丰江水库右岸通过隧洞引水出水库，然后通过输水管线送至源城区自来水厂。
引水隧洞地层主要由第四系洪冲积层（Ｑｐａｌ）、坡积层（Ｑｄｌ）及燕山三期黑云母花岗岩（Ｙ５２（３））、侏罗系下统蓝塘群粉砂岩（Ｊ１ｌｎｂ）组成。
引水隧洞沿线岩体由上而下可划分为全风化带（Ⅴ）、强风化带（Ⅳ）、弱风化带（Ⅲ）、微风化带（Ⅱ）。
进洞口处坡度较缓，约２０°～３０°，附近见基岩出露。
进洞口正上方约２２．０～４０．０ｍ高程处发育一危岩体，为弱风化花岗岩，裂隙较发育，前缘底部结构面张开错动，存在变形崩塌危险。
2支护耦合理论模型为获得热力作用下圆形隧洞围岩－衬砌耦合结构的相互作用机理，本文将围岩和衬砌视为位移边界条件相同的受力体系，根据围岩和衬砌的变形协关系，借助岩石热弹性理论和隧洞有限环模型进行解析解分析，对热力作用下围岩－衬砌耦合结构的应力进行研究。
其计算模型，并做以下假设：（１）岩体为弹塑性材料，服从Ｍｏｈｒ－Ｃｏｕ⁃ｌｏｍｂ准则，衬砌为弹性材料，岩体和衬砌为均质、各向同性介质，深埋隧洞的耦合作用问题可简化为轴对称平面应变问题进行分析，将结构视为２层厚壁圆筒的弹塑性接触；（２）隧洞内壁面的换热条件不隧洞轴线发生改变；（３）围岩与衬砌间的绑定约束良好，共同承载。
软弱围岩偏压隧道围岩压力计算公式推导与分析余绿山【摘要】通过对软弱围岩中偏压隧道围岩压力的公式进行推导,分析公式中所涉及参数之间的关系,得出这些参数的变化对侧压力系数和衬砌荷载强度的影响.结果表明:当两侧滑动面的摩擦角和计算摩擦角一定时,随着地面坡角的增加,侧压力系数呈现出增长趋势,而衬砌上的荷载强度呈现出降低趋势;当地面坡角和计算摩擦角一定时,随着两侧滑动面的摩擦角增大,侧压力系数表现出增长趋势而衬砌上的荷载强度出现降低趋势;当地面坡角和两侧滑动面的摩擦角一定时,随着计算摩擦角的增大,侧压力系数为降低趋势而衬砌上的荷载强度呈增长趋势.【期刊名称】《现代交通技术》【年(卷),期】2018(015)003【总页数】4页(P33-36)【关键词】偏压隧道;围岩压力;侧压力系数;荷载强度【作者】余绿山【作者单位】中铁十二局集团第二工程有限公司,太原030000【正文语种】中文【中图分类】U451.2隧道洞口段的受力往往属于偏压，加之围岩性质差、地质条件不良及施工过程处理不妥等因素，容易发生坍塌事故。
因此，隧道开挖前需要进行超前支护，但是这些衬砌能够承受多大荷载，一般都是根据施工经验判断，难免存在偏差。
所以，对围岩压力和衬砌荷载强度的计算便显得十分重要。
目前，不少专家采用理论结合现场实际的方法，对偏压隧道围岩压力的计算进行了研究，得到了一系列成果。
邱业建[1]等利用上限法对浅埋偏压隧道围岩压力进行分析，得出浅埋偏压隧道围岩压力的表达式，同时与规范法计算结果比较接近；李鹏飞[2]等通过对44个隧道、91个监测断面的围岩压力进行统计分析，得出压力与围岩条件有关，且围岩压力时间效应显著，并将其总结划分为三个阶段；张佳华[3]等根据泰沙基法采用的破坏模式，采用上限法分析了非偏压与偏压条件下浅埋隧道围岩压力的极限，验证了这种方法的可行性和浅埋隧道新破坏模式的合理性；刘小军[4]等结合工程实例，通过对隧道三维数值的分析，得出破碎围岩浅埋偏压隧道的破坏模式为开挖后深埋侧岩体滑塌下落挤压支护结构使其向外侧变形，从而导致外侧支护受到被动土压力，其计算值与实测数据比较接近，验证了此破坏模式的正确性；曹文海[5]对凤凰山隧道浅埋软弱围岩与支护结构的相互作用进行了研究，结合数值模拟和实测数据，得出隧道围岩压力的变化趋势；邓之友[6]等根据自行设计的隧道模型试验装置，对浅埋偏压工况下单洞及小净距隧道的破坏过程和破坏模式进行研究，得出偏压角度是影响的主要因素。
地质偏压隧道围岩压力分布及衬砌安全性的分析的开题报告题目：地质偏压隧道围岩压力分布及衬砌安全性的分析一、研究背景及意义我国地质条件复杂，山区出现的地质偏压隧道数量也逐年增加，因此对地质偏压隧道围岩压力分布及其安全性研究显得尤为重要。
地质偏压隧道的隧道围岩受到沿线岩体压力、应力状态和岩体孔隙水压力等多种影响，其中岩层倾角、结构面、节理、岩石强度及岩体损伤度等因素对隧道围岩压力分布产生了重要影响。
因此，对地质偏压隧道围岩压力分布进行分析，掌握隧道围岩的运动特性及变形规律，预判隧道工程岩层变形和破裂情况，以制定合理防治措施，确保隧道工程施工和使用的安全性和可靠性具有重要意义。
二、研究内容和目标本研究将以某地区地质偏压隧道为工程背景，对隧道围岩的岩层特征、岩质条件、结构面、节理等进行调查和分析，探讨岩体应力状态和变形规律以及使用不同隧道支护方式对围岩压力分布和稳定性的影响，并通过数值模拟分析，探索合理的地质灾害防治模式，确保隧道工程的安全性和可靠性。
三、研究方法和过程本研究将采用工程地质调查与分析、实验室试验和数值模拟分析相结合的方法，具体包括以下几个步骤：1.地质调查和分析：在考虑到地质灾害影响的情况下，对隧道围岩进行地质勘探、岩层特征分析、断层、节理等结构面特征分析，掌握隧道围岩岩性和力学性质，为后续数值模拟和实验提供必要的数据基础。
2.实验研究：通过室内试验，对不同的地质条件和支护方式所对应隧道围岩岩体力学性质进行实验研究，得到具有实际背景的支护信息，为数值模拟做准备。
3.数值模拟分析：将实验结果应用于数值模拟的分析中，通过ANSYS或FLAC等有限元分析软件的数值计算方法，分析隧道围岩的应力分布、变形和稳定状态，并根据分析结果探索地质灾害的防治模式以及合理的支护措施。
四、预计研究成果和意义研究成果：本研究对地质偏压隧道的围岩压力分布及衬砌安全性进行了深入探讨，得出了围岩稳定性的评估指标，为构建地质灾害防治体系提供了科学依据。
软弱地层公路隧道二次衬砌内应力监测与分析中图分类号：u459.2文献标识码： a 文章编号：一、前言传统新奥法施工理念为综合岩体自身稳定性，引导和控制围岩变形，充分利用围岩的自身稳定能力，理念上与传统的矿山法有着较大的区别。
一般情况下待围岩和初支变形稳定后再施做二衬。
初期支护才是隧道受力的主要结构，二衬只是安全储备。
二衬的施工肯定是要等围岩基本稳定后才能施做的。
但是在从我国目前施工的众多隧道工程，特别是软弱地层下公路隧道来看，设计者在实质上一直把喷锚支护当作取代传统支架作为确保施工安全的一种临时支护措施，而模筑混凝土衬砌仍然按照承载结构设计，其设计参数随围岩级别而变。
实践中，设计者往往对初次衬砌与二次衬砌的荷载分担比，二次衬砌的受力特点及其安全储备量等问题上缺乏真实数据支撑存在诸多疑虑，进而导致在设计上盲目套用，造成极大的浪费及安全隐患。
当前在软弱地层隧道衬砌结构设计时，多为岩石隧道的设计理论和方法的“加强版”，由于软弱地层岩体整体性差，开挖扰动后变形和后期蠕变变形较大，加之当前交通隧道多具有跨度大、隧道长、地质条件复杂、工期紧等特点，造成隧道衬砌结构设计的理论方法和实际施工存在较大差异。
因此，专门围绕软弱地层二次衬砌的内应力受力特点及规律，从现场实测数据出发，开展相应试验研究是十分必要的。
二、现场监测布置2.1 工程概况某隧道位于贵州省西部山区，为分幅隧道。
隧道区工程地质条件极为复杂，大范围穿越煤层，煤层为近水平，岩体软弱破碎。
场区上覆第四系崩塌堆积层（qc）、人工填土（qme）、残坡积（qel+dl）碎石土，下伏三叠系下统飞仙关组（t1f）泥质粉砂岩、二叠系上统长兴组、大隆组（p2c+d）粉砂质泥岩二叠系上统龙潭组（p2l）煤系地层泥质粉砂岩间夹泥岩及煤等。
场区地下水类型为第四系松散岩类孔隙水、基岩裂隙水，赋存于风化裂隙中，地下水埋藏浅。
场区为地下水补给、径流区，其来源主要为地下水渗流、径流补给及大气降水补给，大气降水一部分经地表渗入地下后经基岩风化节理裂隙向低凹地带流动，一部分经坡表汇流后向地势低洼处径流排泄。
第31卷增刊2 岩 土 力 学 V ol.31 Supp.2 2010年11月 Rock and Soil Mechanics Nov. 2010收稿日期：2010-11-27基金项目：973项目（No. 2010CB732006）资助。
第一作者简介：李占海，男，1980年生，博士研究生，主要从事隧道开挖损伤理论与现场监测方面的研究工作。
E-mail: lizhanhai2008@文章编号：1000－7598 (2010)增刊2－0434－09侧压力系数对马蹄形隧道损伤破坏的影响研究李占海1，朱万成1，冯夏庭1, 2，李邵军2，周 辉2，陈炳瑞2（1. 东北大学 资源与土木工程学院，沈阳，110004；2. 中国科学院武汉岩土力学研究所 岩土力学与工程国家重点实验室，武汉 430071 ）摘 要：数值模拟研究了马蹄形隧道在不同载荷下从围岩初始损伤至失稳破坏的破坏过程，分析了侧压力系数λ对隧道的初始损伤、拱顶位移、围岩应力分布特征和围岩损伤破坏模式的影响，研究结果表明，损伤机制与λ密切相关，当λ较小时，在空间上初始损伤分布具有较大的离散性，以拱脚、拱肩和拱顶位置为主；当λ较大时，初始损伤以拱顶的拉伸损伤位置为主；拱顶垂直方向的位移随λ的增大而减小，且随埋深的增加而增大；隧道围岩的最大和最小主应力随λ的增大而增大，隧道围岩应力分布和应力集中程度受隧道形状的影响显著，在一定范围内，隧道形状比离自由面的距离作用机制更为强烈；在破裂模式上，当λ较小时，裂纹以垂直方向开裂为主，随着λ的增大转变为以水平方向开裂为主。
关 键 词：马蹄形隧道；侧压力系数；损伤破坏；稳定性；数值模拟 中图分类号：TU 443 文献标识码：AEffect of lateral pressure coefficients on damage and failureprocess of horseshoe-shaped tunnelLI Zhan-hai 1，ZHU Wan-cheng 1，FENG Xia-ting1, 2，LI Shao-jun 2，ZHOU Hui 2，CHEN Bing-rui 2（1. School of Resources and Civil Engineering, Northeastern University, Shenyang 110004, China; 2. State Key Laboratory of Geomechanics and GeotechnicalEngineering, Institute of Rock and Soil Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Wuhan 430071, China ）Abstract: The failure process of horseshoe-shaped tunnel under different lateral pressure coefficients is numerically simulated, based on which, the effect of the lateral pressure coefficient on the initiator damage, displacement at roof, stress distribution, and the failure modes around the tunnel are examined. The numerical results indicate: Damage mechanism is mainly controlled by the lateral pressure coefficient λ, i.e. when λ≤1, the position of damage initiation is largely discrete, especially at arch foot, spandrel and tunnel roof; when λ>1, however, spandrel is seriously damaged, vertical displacement of vault increases with the decreasing λ and increasing depth. The stress σ1 and σ3 increase with λ, even though the stress concentration at different parts of tunnel is quite different. Within a certain distance, the mechanism of the tunnel shape has more intensive influences than the distance from free tunnel perimeter. For the failure mode, when λ is relatively small, the main cracks spread in the vertical direction, while with the increase of λ, cracks gradually spread in the horizontal direction.Key words: horseshoe-shaped tunnel; lateral pressure coefficient; damage; stability; numerical simulation1 引 言围岩的初始应力场包括自重应力场和构造应力场。
