下伏溶洞对地下开挖稳定性影响的数值模拟研究

摘要

随着国家交通建设的飞速发展，铁路、公路等线状工程中的隧道将不可避免地要穿越岩溶区等。为了保障施工的安全及高效，探究溶洞的影响至关重要。文中运用有限差分软件FLAC3D 6. 0，根据由高精度地面CT扫描技术所获得的真实地层结构及溶洞特征，建立了含溶洞地层的三维数值分析模型，采用分段开挖工艺，研究了下伏溶洞对隧道稳定性的影响，实现了对失稳灾害的精准预报。数值模拟结果表明：溶洞的存在对附近地层的变形有着明显的影响，越接近初始开挖区域，其变形量相应也越大，最大沉降变形约为72 mm，最大隆起变形约为64 mm。同时当开挖靠近溶洞断面时，隧道拱顶、拱底受力表现为受拉，并出现大范围拉伸塑性区。所开展工作为含溶洞地层的安全高效开挖提供了重要理论支撑。