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现代隧道技术 2020, Vol. 57 Issue (6) :46-54    DOI:
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高地应力隧道岩爆机理数值模拟分析
(北京市建设工程质量第三检测所有限责任公司,北京 100037)
Numerical Simulation Analysis of the Rockburst Mechanism in the Tunnel with High Geostress
(Beijing Third Construction Engineering Quality Test Institute Co.,Ltd,Beijing 100037)
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摘要 高地应力隧道开挖过程中,原本平衡的应力状态因遭到破坏而产生应力集中现象,发生岩爆、片帮等严重的地质灾害。文章依托福建赣龙铁路汀州隧道作为工程案例,利用现有的3D-Sigma软件进行隧道开挖数值模拟分析,以通过水压致裂法获得的地应力数据作为边界条件,基于Hoek-Brown强度准则估算岩体的输入参数,通过数值模拟分析讨论其中应力场的分布及变化规律。结果表明:在隧道开挖过程中,最大水平主应力、剪应力相继会在拱顶、拱肩处形成应力集中区,由此引发岩石脆性破坏。通过对隧道同一横截面上7个典型位置进行模拟监测,发现拱顶、拱肩、拱底等位置处的应力场变化对隧道开挖的敏感性明显,是岩爆易发区。通过数值模拟预测岩爆发生位置与工程实例中实际岩爆发生的位置,二者具有很好的吻合性。因此,通过数值模拟结果分析预测岩爆发生时的变化规律,对预防工程岩爆具有一定的指导意义。
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作者相关文章
魏英华 柳 飞
关键词:   
Abstract: In the excavation process of tunnels with high geostress, the original stress equilibrium state is destroyed causing the stress concentration phenomenon and occurrence of serious geologic hazards such as rockburst, wall caving and so on. Based on the Tingzhou tunnel on Ganzhou-Longyan railway in Fujian province, it uses 3D-Sigma software to establish a 3D three-dimensional tunnel excavation numerical model. Taking the stress data obtained by hydraulic fracturing as boundary conditions and estimating the input parameters of the rock mass on the basis of Hoek-Brown strength criterion, the distribution and variation of stress field in the process of tunnel excavation is explored. The results show that in the process of tunnel excavation, the maximum horizontal principal stress, shear stress will form stress concentration area at the top of the arch and arch shoulder, which will lead to brittle failure of rocks. Through simulation monitoring of 7 typical positions on the same cross section of the tunnel, it is found that the changes of the stress field at the top of the arch, the arch shoulder and the bottom of the tunnel are obviously sensitive to the excavation of the tunnel, the rockburst will be more easily occur at these positions. The predicted rockburst locations by the numerical simulation tally with the practical rockburst occurrence locations in the project case. Therefore, the numerical simulation results can be used to explain the regularity of the rockburst, providing some guiding values for the prevention of the engineering rockburst.
KeywordsRailway tunnel,   Rockburst mechanism,   Numerical simulation,   High geostress     
作者简介: 作者简介:魏英华(1981-),男,硕士,高级工程师,主要从事隧道施工方面研究工作,E-mail: 53250302@qq.com.
引用本文:   
魏英华 柳 飞 .高地应力隧道岩爆机理数值模拟分析[J]  现代隧道技术, 2020,V57(6): 46-54
WEI Yinghua LIU Fei .Numerical Simulation Analysis of the Rockburst Mechanism in the Tunnel with High Geostress[J]  MODERN TUNNELLING TECHNOLOGY, 2020,V57(6): 46-54
链接本文:  
http://www.xdsdjs.com/CN/      或     http://www.xdsdjs.com/CN/Y2020/V57/I6/46
 
没有本文参考文献
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