摘要：针对隧道在穿越高地应力断层破碎带时,易引发围岩大变形、混凝土开裂和拱架变形等破坏问题,依托象君山隧道工程,通过现场试验,分析了断层破碎带及附近不同等级围岩断面开挖引起的隧道变形和受力特征。研究表明:在下台阶开挖前,隧道拱顶沉降和上台阶收敛均达到峰值的70%,断层破碎带处收敛变形呈现明显的“上大下小”现象,而在断层破碎带附近的断面沉降则呈现出明显对称现象;隧道断层破碎带的最大沉降值为73.4mm,在隧道拱顶处,并且观察到喷射混凝土局部开裂和钢架扭曲,在后续施工中建议采用“先柔后刚”的双层初支方案;围岩压力在空间上呈现离散分布,在断层破碎带及其附近断面的围岩压力都是非对称分布,在拱脚和边墙处并未出现较大拉应力区,且拱部受力明显大于拱顶,说明水平构造应力明显;断层破碎带隧道围岩变形和初支受力特征主要是由区域构造应力、最大主应力和岩体综合结构决定,断层破碎带围岩变形和初支受力情况在一定程度上反映了围岩初期变形情况。

摘要：隧道穿越高地应力断层破碎带区施工时,易引起隧道围岩大变形、地应力失衡、隧道坍塌等工程问题。为了分析断层破碎带参数对隧道围岩变形的影响规律,依托河南南阳某山岭隧道,利用有限元软件FLAC3D对穿越断层破碎带隧道不同侧压力系数、不同断层倾角、不同断层倾向和不同断层宽度工况进行分析,研究了不同断层状态对隧道围岩变形的影响。结果表明:侧压力系数对仰拱隆起和周边收敛值影响较为显著,侧压力系数越大,围岩变形越先达到收敛状态;断层倾角对拱顶沉降和仰拱隆起峰值位置影响显著,当断层倾角从30°增大到75°时,拱顶沉降的峰值位置越靠近隧道进口,而仰拱隆起峰值位置越靠近出口;围岩的整体变形随断层宽度的增大而逐渐变大,增长速率呈现先增后减的趋势;断层倾向边墙收敛峰值影响显著,对断层倾向由10°增加到40°时,边墙收敛峰值由101.46 mm增加到了165.64 mm,增长了63.3 %;断层宽度越大,围岩变形突变区间的范围越大且位于断层破碎带。研究结果为类似工程施工和支护设计提供了参考。