文/核工业华南建设工程集团公司 生显伟

在湿陷性浅埋、偏压软质岩隧道施工中，若隧道开挖跨度较大可能会导致隧道掘进过程中发生拱部土体剥落、局部土体坍塌等现象，安全隐患较大，施工进度受较大制约。本文以某高速公路软质岩隧道为研究对象，通过采用FLAC3D软件模拟隧道上下台阶法施工过程中的围岩稳定性状况，得出软质岩隧道围岩的变形规律和应力分布规律。

某高速公路隧道为分离式双洞隧道，最大断面169.5m2。隧道进出属湿陷性浅埋、偏压软质岩隧道，隧址地表沟壑纵横，最小埋深仅0.8m。隧道开挖跨度大，土体含水率高，隧道掘进过程中经常发生拱部土体剥落，局部土体坍塌等现象。

FLAC3D基本原理

FLAC3D是基于显式拉格朗日算法和混合-离散分区技术的三维分析软件，采用通过调整三维网格中的多面体单元来拟合岩体结构，进而研究三维岩体结构的受力特性，准确地模拟材料的塑性破坏和流动分析。FLAC3D软件内置Mohr-Coulomb屈服准则模拟开挖围岩的应力和位移变化，模拟步骤划分为网格划分；模型定型、参数赋值；初始应力、边界条件设置。

岩体模型

初始应力场主要由地球引力场和等效荷载构成，模型模拟过程中忽略地下水影响，隧道最大埋深、跨度、高分别为95m、16m、10m，左右隧道外轮廓间距23m。隧道两外侧边界距离模型外边界48m，隧道下边界距模型底边界20m，模型尺寸如图1所示。选取里程范围为K178+080至K178+085段，地下埋深-95m的隧道围岩为研究对象，X轴、Y轴、Z轴正向分别为隧道右侧、垂直隧道面向里、垂直隧道轴线向上。……