郭喜峰，张明欣，尹健民，刘元坤

宝塔山特长隧道岩体应力场特征分析

郭喜峰1，张明欣2，尹健民1，刘元坤1

（1.长江科学院水利部岩土力学与工程重点实验室，武汉 430010；2.山西省交通规划勘察设计院，太原 030012）

宝塔山隧道全长10 480 m，最大埋深600 m，属目前山西省最长的公路隧道。复杂的地形地貌条件以及地质构造影响，使得隧道区地应力分布复杂。为研究隧道区岩体应力场特征，首先介绍了水压致裂法地应力测试成果，以此为基础通过有限元分析得到应力剖面，最后从地形地貌、地质构造、地质力学角度综合分析了区域构造应力场。结果表明，测试范围内地应力大小属于中等应力水平，隧道设计高程处最大水平主应力方位大部分集中在N42°E～N56°E，现场测试及有限元分析所得地应力场与区域构造应力场相符。

隧道工程；地应力测试；有限元分析；应力场特征

1 概 述

近年来，随着中国交通建设的快速发展，尤其是山区公路的不断延伸，穿山越岭长大深埋隧道的建设不可避免［1］。由于高水平地应力作用，往往在软弱岩层及构造破碎带洞段发生变形破坏，而在坚硬岩层洞段可能发生岩爆等地质灾害。因此，岩体应力场测试研究对于隧道工程的科学设计和安全施工都具有重要的现实意义。当前，地应力测试是获得地应力资料最为直接的途径［2］，但受测点数量限制以及地质条件和测试误差的影响，地应力实测值存在较大的分散性和局部性。尤其对于长度大于10 km的特长隧道，因其跨越范围广，有必要通过数值模拟方法分析得到更大范围的地应力场，并结合地质构造条件综合分析地应力场特征，以便于正确认识围岩地应力分布情况，为工程设计提供可靠依据。……