佟文韬

（河北省保定水文水资源勘测局，河北 保定 071000）

超孔隙水压力作用下某隧洞稳定数值模拟研究

佟文韬

（河北省保定水文水资源勘测局，河北 保定 071000）

为研究在超孔隙水压力作用下隧洞开挖支护后围岩的应力应变特性，以某新建取水隧洞为例，采用数值分析法对隧洞的开挖支护过程进行模拟。结果表明：受超孔隙水压力影响，土体开挖将造成隧洞位移逐渐增大，及时支护后变形量得到控制；隧洞围岩剪应力主要分布在拱顶和洞底两侧，支护后剪应力和剪应变均有所减小；在地表车载作用产生超孔隙水压力后，隧洞拱顶右侧所受剪力和弯矩明显大于左侧。

超孔隙水压力；隧洞；数值分析；应力；弯矩

在传统水利工程中，取水隧洞常作为导流和放空的水工建筑物使用。隧洞开挖后，使得原有封闭的岩体被揭露，并与周围的外界环境相接触，外界环境因素的改变对岩体的变形与损伤弱化影响作用明显，尤其是水的存在会对岩体结构的稳定性具有重要影响［1］。Cai等［2］提出了地下洞室开挖完成后脆性岩体裂纹起裂和裂纹损伤的应力门槛值，并根据隧洞开挖后围岩的应力重分布判断开挖损伤区的大小；Carter等［3］通过对岩体不同开挖速率进行研究，发现岩体开挖卸荷速率越快，对围岩的破坏越大；Ma［4］和Zhu［5］采用数值模拟的方法，研究了爆炸荷载作用下岩体的损伤及裂纹扩展过程；王媛等［6］采用颗粒流PFC3D软件对隧洞突水、突泥的全过程进行模拟，发现突水发生的前提是存在集中的高压水源，水源压力的大小、岩体强度、岩体裂隙性状是影响突水的主要因素。……