考虑层内节理的大跨隧道层状围岩成拱机制研究

来源：中国血液净化杂志2025年第9期北京时间：

作者：万利, 李苑永, 李为腾, 李文蓄, 邵行, 李政杰, 窦俊辉

单位：1. 长安大学 公路学院, 陕西 西安 710064;2. 山东省交通规划设计院集团有限公司, 山东 济南 250031;3. 山东科技大学 山东省土木工程防灾减灾重点实验室, 山东青岛 266590"],"fundList_en":["Natural Science Foundation of Shandong Province (ZR2022ME212)

摘要：压力拱效应是围岩自承能力的重要形成机制，含层内节理的层状地层围岩压力拱效应具有其特殊性。以山东某灰岩夹页岩薄层地质体中的公路大跨隧道为工程背景，首先通过数值模拟分析了含层内节理的层状地层围岩应力分布特征，确定了适用的围岩压力拱边界判断准则，进一步分析了层内节理对压力拱效应的影响规律；其次考虑地层岩性及岩体结构特征，开展了模型试验研究。结果表明：所确定的压力拱边界判别准则可较好的用于含层内节理的层状地层围岩压力拱的定量描述；拱部围岩环向应力集中区间隔出现在各灰岩层上部，层内节理使围岩压力拱呈现明显的“分层拱”形态特征，且各分层压力拱厚度随远离拱顶而增大；拱底和边墙处的压力拱内外边界均更远离隧道轮廓，且压力拱厚度分别增大54.9%和82.8%；研发的模型体成型技术，较好模拟了含层内节理的层状地层岩体结构特征；试验显示隧道周边灰岩以块体移动、转动变形为主，页岩薄层以挤压断裂为主，岩层界面的剪切错动叠加层内节理切割作用，使拱部围岩压力拱效应呈现岩层间跳跃扩展的特点。

关键词：隧道工程,压力拱效应,数值模拟,层状地层,节理围岩

基金资助：山东省自然科学基金项目(ZR2022ME212)