斜井掌子面形状与倾角对隧道开挖面稳定性影响

摘要：

基于强度折减极限有限元法,建立直立形、倾斜形和曲面形3种掌子面形状的模型.针对不同倾角的斜井模型,研究网格多少以及局部加密自适应网格对计算结果的影响,分析掌子面安全系数与破坏形状之间的关系,并将安全系数同有限元分析作对比.研究结果表明:网格越精细,安全系数越低;曲面形掌子面的稳定系数小于直立形式的,直立形式的小于倾斜形式的;掌子面越倾斜,越稳定,类似于起到核心土的作用;掌子面底部与拱顶存在次应变集中带,隧道在纵断面上存在分区破坏;当掌子面形状为微椭圆形时,其稳定性略有提高,但随着椭圆度增大,安全系数降低,实际施工中,椭圆度不宜控制,建议有条件下可采用斜掌子面;斜井倾角越大,掌子面稳定性越低,所以大倾角斜井与大反坡隧道施工,更要采取措施控制掌子面的稳定;低黏聚力的破碎围岩,应通过注浆等措施,改善围岩力学参数,提高掌子面稳定性.

关键词：隧道工程、掌子面稳定、掌子面形状、斜井倾角

所属期刊栏目：17

分类号：U459.2(隧道工程)

资助基金：国家自然科学基金资助项目;湖南省学位与研究生教育教学改革研究项目;湖南科技大学研究生培养改革研究项目

在线出版日期：2020-12-16（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共6页

页码：2612-2617