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隧道建设(中英文) ›› 2026, Vol. 46 ›› Issue (2): 371-382.DOI: 10.3973/j.issn.2096-4498.2026.02.012
艾文凯
AI Wenkai
摘要: 为解决高地应力大倾角层状围岩隧道施工过程中,由强烈各向异性导致的非对称大变形难以有效控制的问题,以五台山隧道大倾角层状千枚岩段为工程背景,采用“主岩层-薄弱夹层”复合建模技术的数值模拟与现场实测相结合的方法,研究大倾角层状围岩非对称变形的空间分布、破坏模式及支护力学响应,并提出一种基于变形特征分区的“长短锚杆结合”非对称主动支护策略。结果表明: 1)在本文研究的岩层产状与地应力环境下,围岩变形呈现以左拱肩为核心的显著空间非对称性,竖向位移与水平位移远超右侧,且差值随开挖逐步扩大,塑性区集中于左拱肩与右拱脚,破坏机制受大倾角岩层产状控制; 2)常规对称支护在左拱肩区域出现压应力集中,导致支护结构局部失效; 3)非对称支护方案可显著降低左拱肩竖向位移与水平位移,支护应力集中现象得到明显缓解; 4)隧道左侧最大位移值大幅降低,实测锚杆应力发展规律与数值模拟较为吻合。研究表明,基于变形特征的差异化非对称支护是实现大倾角层状围岩隧道安全控制的有效途径。