浅埋偏压隧道围岩破坏模式及规律研究

摘要

破裂角在一定程度上可作为独立的指标描述无特殊地质构造的浅埋隧道破裂模式。针对现有破裂角公式中未综合考虑隧道几何特性和地形特性的不足,选取影响隧道稳定性的覆跨比、扁平率及偏压角3个因素,以太沙基破裂角公式和《铁路隧道设计规范》中破裂角公式为理论基础,推导新的破裂角公式。基于推导的破裂角公式,分析上述3个因素对破裂角的影响规律,并建立隧道破坏模式与围岩压力以及破裂角之间的关系。结果表明:本文推导的破裂角公式具有一定的适用性,对于浅埋隧道而言,其破裂角随着覆跨比和扁平率的减小而增加;对于偏压隧道而言,深埋侧的破裂角小于浅埋侧,且深埋侧的破裂角随着偏压角增大而减小,浅埋侧则相反;随着破裂角的增大,对应的隧道破坏模式分别为冒落松动模式、滑移破裂模式和错台塌陷模式,围岩压力的计算模型分别符合普氏塌落拱模型、一般浅埋隧道模型和太沙基散粒体模型。