三维贯通节理对大跨隧道围岩稳定性的影响

为了探究贯通节理对大跨隧道围岩稳定性影响规律，运用3DEC软件结合离散元强度折减法，以剪切滑移区面积指标为稳定性判据计算大跨隧道围岩安全系数，分析三维状态下节理的走向、倾角、间距、力学参数对围岩稳定性的影响规律。研究结果表明：在大跨隧道围岩中，节理倾向影响稳定性程度由大到小依次为X向、Z向、Y向，仅有单向节理时，ψ>60°时围岩较不稳定；在双向节理组合下，节理倾角致使隧道失稳的经验判别式；节理间距对大跨隧道稳定性的影响程度根据不同块体形状而产生差异，拱顶分布长条形块体时影响最大，洞周分布尖条形块体时影响最小；节理力学参数对大跨隧道稳定性影响程度由大到小依次为内摩擦角、法向刚度、切向刚度、黏聚力；大跨隧道围岩节理倾角由水平到垂直的过程中，围岩变形破坏由拱顶沉降、拱底隆起转变为以拱顶、拱肩大变形及滑移为主。研究结果可为节理岩体中大跨隧道围岩稳定性判定及支护优化提供借鉴。