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王争瑞

 

( 新郑市公路事业发展中心 , 新郑   451100)

摘  要 :  以某小净距公路隧道为分析背景 ,  采用有限差分软件 FLAC 3D 构建隧道施工仿真模型 ,  将强度折减法代入隧道研究领域当中 , 通过对岩土体参数进行折减进而实现周边岩体裂化 , 分析不同强度折减系数工况下小净距隧道中夹岩柱的围岩塑性区 、位移 、应力变化规律 , 定义隧道围岩安全系数为强度折减系数临界值 ,结合相应评价标准共同评价隧道中夹岩柱安全稳定性 。研究结果表明 : 折减系数 1. 0 ~ 1. 4 ,  中夹岩柱施工稳定性特征分别为塑性区发展无突变 、位移变化速率较小 、应力无显著变化 ; 折减系数变为 1. 6 , 局部塑性区贯通 ,位移与应力特征值发生突变 ;  中夹岩柱塑性区 、位移与应力等三方面分析出应取折减系数 1. 4 作为隧道围岩安全系数 。研究成果可为小净距公路隧道的施工与运营安全稳定性提供一定建议。

关键词 : 强度折减 ; 小净距隧道 ;  中夹岩柱 ; 稳定性分析 ; 数值仿真

中图分类号 : U451           文献标志码 : A           文章编号 :  1005- 8249  (2026)  03-0133-06

DOI :10. 19860/j. cnki. issn1005- 8249. 2026. 03. 022

 

WANG Zhengrui

( Xinzheng City Highway Development Center , Xinzheng 451100 ,  China)

Abstract :  Using  a  small - clearance  highway  tunnel  as  the  analysis  background ,  the  finite  difference  software  FLAC3D  was employed to  construct  a tunnel  construction  simulation  model.  The  strength  reduction  method was  introduced  into the field  of tunnel research.  By  reducing  the  parameters  of  the  rock  and  soil ,  the  surrounding rock  fracturing was achieved.  The study analyzed the variation laws of the surrounding rock plastic zone , displacement , and stress of the rock pillar in small-clearance tunnels under different  strength  reduction  coefficient  conditions.   The  tunnel  surrounding  rock  safety  factor  was  defined  as  the critical value of the strength reduction coefficient.  Combined with the corresponding evaluation criteria , the safety and stability of the rock pillar in the tunnel were evaluated.  The research results indicate that in the reduction coefficient range of 1. 0 ~ 1. 4 , the construction stability characteristics of the rock pillar are as follows : no abrupt changes in the development of the plastic zone , a small rate of displacement change , and no significant stress changes.  When the reduction coefficient reaches  1. 6 , local plastic zones  connect ,   and  there   is  a  sudden  change  in  displacement  and   stress  characteristics.   Analyzing  the  plastic  zone , displacement , and stress of the rock pillar , it  is  concluded that  a  reduction  coefficient  of  1. 4  should  be  taken  as  the  tunnel surrounding rock safety factor.

Key words :  strength reduction  ; small spacing tunnel  ; middle rock pillar  ; stability analysis  ; numerical simulation