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基于极限平衡法复合地层TBM隧道围岩稳定性分析-返修稿件#85

复合地层；隧道；围岩；极限平衡法；最小岩层厚度

“土岩”复合地层是隧道开挖过程经常遇到的地质情况，不少学者采用极限平衡法计算复合地层的围岩压力，然而关于最小岩层厚度的研究较少，本文结合有限元模拟与极限平衡法对TBM隧道围岩稳定性进行研究，并着重计算不同条件下复合地层的最小岩层厚度。首先通过有限元模拟分析了围岩破坏机理，基于极限平衡法建立了计算最小岩层厚度的理论模型，不同结果对比并进行敏感参数分析，得出以下几点主要结论：（1）围岩变形随岩层厚度的减小发生了复杂的变化，先是少量降低，然后逐渐增加，最后急剧增加；（2）相比于谢家烋模型，本文提出的模型计算的结果更为保守，与有限元结果更为接近；（3）随着黏聚力和摩擦角的增加，最小岩层厚度减小；相反随着隧道直径增加，最小岩层厚度增加。埋深越小，最小岩层厚度对摩擦角的变化越敏感；（4）对于相似的新建隧道，建议隧道掘进过程中，上覆岩层厚度保持在1.5 D以上，D为隧道直径。