常建强 张继华 朱鞠兵

摘要：合理的隧道断面形状和尺寸是保证隧道围岩稳定性的关键。文章以某山地隧道为工程背景，用FLAC3D软件分析了马蹄形、圆拱形和椭圆形等三种不同断面隧道的应力场、位移场和塑性区的分布特征。研究表明：马蹄形隧道围岩位移、剪应力、塑性区，均较圆拱形和椭圆形断面要小，且变化较为稳定。针对马蹄形隧道，提出“衬砌+锚杆”联合支护方案，数值模拟结果表明该支护方案能够有效地减小隧道围岩变形和塑性区扩展，达到了控制围岩变形的目的。

关键词：断面形状;数值模拟;围岩稳定性;支护方式

中图分类号：U452.2文献标识码：A DOI： 10.1 3282/j. cnki. wccst. 201 9. 12. 022

文章编号：1673 - 4874（2019）12 - 0076 - 05

0 引言

发展山区交通主要借助于山地隧道，作为山区交通主要的交通运输形式，如何保证山地隧道运行的安全与稳定性是隧道建设所必须考虑的。围岩作为隧道工程的主要承载体，在隧道开挖后十分容易发生冒落破坏[1-2]，为了提高山地隧道建设的安全性、便利性与经济性，选取合理的山地隧道断面形状至关重要[3-5];吕爱钟[6]假设围岩为弹性，考虑孔边最大的切向应力最小的情况，提出了借助复形最优技术来选择确定最合理的断面形状的观点。徐林生[7]等运用数值分析法并将洞周位移作为判断依据，探讨了隧道断面形状的设计优化问题。刘义虎[8]对公路隧道断面的优化选型及如何保障隧道结构支护设计的稳定性进行了研究，并提出了三种断面形状相应的选型办法。……