岩土力学 ›› 2023, Vol. 44 ›› Issue (S1): 548-560.doi: 10.16285/j.rsm.2022.0864

• 岩土工程研究 • 上一篇    下一篇

央达隧道掌子面前方边坡地表开裂研究

苟永平1,叶琼瑶2,韦立德3,司家琛1   

  1. 1. 葛洲坝集团交通投资有限公司,广西 百色 533500;2. 广西交通设计集团有限公司,广西 南宁 530029; 3. 中国科学院武汉岩土力学研究所 岩土力学与工程国家重点实验室,湖北 武汉 430071
  • 收稿日期:2022-06-08 接受日期:2022-06-30 出版日期:2023-11-16 发布日期:2023-11-19
  • 通讯作者: 韦立德,男,1974年生,博士(后),副研究员,主要从事岩土工程方面的科研工作。E-mail:ldwei@whrsm.ac.cn E-mail:547229851@qq.com
  • 作者简介:苟永平,男,1972年生,学士,高级工程师,主要从事水利水电工程施工与岩土工程科研方面的工作。
  • 基金资助:
    国家自然科学基金(No. 51074152);广西交通运输行业重点科技项目(No. 2020-1-14)。

Study on ground fracturing of the slope in front of heading face of Yangda tunnel

GOU Yong-ping1, YE Qiong-yao2, WEI Li-de3, SI Jia-chen1   

  1. 1. Gezhouba Group Transportation Investment Co., Ltd., Baise, Guangxi 533500, China; 2. Guangxi Communications Design Group Co., Ltd., Nanning, Guangxi 530029, China; 3. State Key Laboratory of Geomechanics and Geotechnical Engineering, Institute of Rock and Soil Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Wuhan, Hubei 430071, China
  • Received:2022-06-08 Accepted:2022-06-30 Online:2023-11-16 Published:2023-11-19
  • Supported by:
    This work was supported by the National Natural Science Foundation of China (51074152) and the Key Science and Technology Project of Guangxi Transportation (2020-1-14).

摘要: 隧道开挖引起掌子面前方边坡离掌子面水平距离超过5倍隧道断面尺寸的地方地表开裂问题是急需解决的课题。将广西央达隧道开挖引起掌子面前方边坡开裂问题作为工程实例,采用地质勘察和边坡监测手段开展研究,并建议了一个基于有限差分软件FLAC3D遍布节理模型的分析模型进行分析,该分析模型利用有限差分软件FLAC3D遍布节理模型和反演技术分析考虑优势节理影响的隧道开挖的边坡响应,重点分析塑性屈服区分布特征。工程勘察研究结果表明优势节理J1倾向与滑动条带主滑方向基本一致;边坡监测研究结果给出了主滑段最大埋深大约为15~18 m和采取边坡加固措施后的边坡滑移范围;数值模拟结果主滑段埋深与监测结果的估计深度接近,边坡后缘裂缝两端点直线段长度为63 m,与裂纹实际长度接近,裂缝端点与隧道掌子面之间距离为99 m,与实际距离90 m接近。分析结果表明,本研究建议的分析模型合理可行,且对类似工程具有借鉴意义。

关键词: 隧道开挖, 边坡, 开裂, 地质勘查, 边坡监测, 遍布节理模型

Abstract: The ground fracturing of slope in front of the tunnel face, whose horizontal distance exceeds 5 times of the tunnel section size from the tunnel face, has become an urgent issue. To address this issue, the ground fracturing of slope in front of heading face of Yangda tunnel in Guangxi caused by the tunnel excavation was studied by means of geological exploration and slope monitoring as a project example, and the following simulation model of the finite difference software FLAC3D based on ubiquitous-joint model was suggested to simulate the ground fracturing. The response of the slope caused by tunnel excavation considering the influence of dominant joints was calculated with the finite difference software FLAC3D based on ubiquitous-joint model and the inverse technique, and the distribution characteristics of plastic zone was laid special stress on. The results from geological exploration showed that the dip direction of the dominant joint J1 was almost the same as the slip direction of main sliding body. The results from slope monitoring showed that the maximum buried depth of main sliding body was from 15 m to 18 m and the slope sliding area after slope reinforcement was given. The results from numerical simulation showed that the maximum buried depth of main sliding body was close to that from slope monitoring results, the 63 m linear length between the two ends of the top fracture of the slope was close to that of the actual fracture, and the distance from one of the ends of the top fracture to one of the heading faces, 99 m, was close to the actual distance 90 m. The results indicate that the suggested simulation model is feasible and available and it can be referred for similar engineering.

Key words: tunnel excavation, slope, ground fracturing, geological exploration, slope monitoring, ubiquitous-joint model

中图分类号: 

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