【摘 要】
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围岩压力是确定山岭隧道支护参数的最重要因素,但目前的《铁路隧道设计规范》与《公路隧道设计规范》提出了半经验半理论公式,综合考虑岩块强度、围岩完整程度、地下水等因素,对围岩进行分级,根据围岩分级确定围岩压力,但这种方法极大的依赖于工程人员的经验,具有很大的主观性,且为了规避风险保证安全,隧道支护参数往往存在着极大的安全冗余设计,造成了不必要的浪费。本文依托于香山隧道工程地质条件围绕裂隙岩体的围岩力学
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围岩压力是确定山岭隧道支护参数的最重要因素,但目前的《铁路隧道设计规范》与《公路隧道设计规范》提出了半经验半理论公式,综合考虑岩块强度、围岩完整程度、地下水等因素,对围岩进行分级,根据围岩分级确定围岩压力,但这种方法极大的依赖于工程人员的经验,具有很大的主观性,且为了规避风险保证安全,隧道支护参数往往存在着极大的安全冗余设计,造成了不必要的浪费。本文依托于香山隧道工程地质条件围绕裂隙岩体的围岩力学参数与香山隧道的支护参数进行研究,主要成果如下:（1）通过现场采样,得到了含有结构面的试件,进行了室内三轴、三轴和直剪试验,得到香山隧道围岩的力学参数。（2）通过数值模拟,分析了压力拱的形成规律,总结出压力拱内外边界的确定方法。建立隧道开挖的离散元模型,根据规范制定17组不同围岩参数的模型,分析开挖后形成的压力拱高度规律,围岩等级越差,压力拱高度越大。（3）分析岩块的力学指标和结构面的粘聚力、内摩擦角、间距对压力拱的影响,结构面粘聚力越小,内摩擦角越小,压力拱高度越大;节理间距越小,压力拱高度越大;岩块强度对压力拱高度影响较小;并拟合出考虑各因素的压力拱高度计算公式。（4）根据压力拱高度计算公式,推导出围岩压力计算公式;进行现场监测,得到Ⅲ级围岩、Ⅳ级围岩、Ⅴ级围岩实际开挖后的围岩压力;将现场监测围岩压力与拟合公式计算围岩压力进行对比分析,误差在15%以内。（5）根据拟合公式计算的围岩压力,建立荷载结构模型,以安全系数为标准对香山隧道支护参数进行优化,Ⅲ级围岩喷层厚度由18 cm削减到16 cm,二次衬砌厚度由40 cm削减到30 cm;Ⅳ级围岩喷层厚度由25 cm削减到16 cm,二次衬砌厚度由45 cm削减到30 cm;Ⅴ级围岩喷层厚度由28 cm削减到23 cm,二次衬砌厚度由50 cm削减到40 cm。
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