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隧道建设（中英文） ›› 2022, Vol. 42 ›› Issue (7): 1239-1247.DOI: 10.3973/j.issn.2096-4498.2022.07.012
李奥1， 张顶立2， 孙振宇2， 董飞1， 黄俊1
（1. 苏交科集团股份有限公司 江苏省水下隧道绿色智慧技术工程研究中心， 江苏 南京 210019； 2. 北京交通大学 城市地下工程教育部重点实验室， 北京 100044）
Tunnel Collapse Mechanism and Control Based on Virtual Support Force Characteristic of Surrounding Rock
LI Ao1, ZHANG Dingli2, SUN Zhenyu2, DONG Fei1, HUANG Jun1
(1. JSTI Group, Jiangsu Province Engineering Research Center of Underwater Tunnel Green Intelligent Technology,
Nanjing 210019, Jiangsu, China; 2. Tunnel and Underground Engineering Research Center of Ministry of Education, Beijing Jiaotong University, Beijing 100044, China)
摘要： 为研究隧道塌方事故的典型模式及其演化规律，基于塌方案例统计分析结果，阐明隧道开挖面失稳塌方和关门塌方2类安全事故的基本特性，推导隧道围岩虚拟支护力纵向分布曲线，进一步从围岩应力释放角度揭示了虚拟支护力与2类塌方事故的关系，并给出了塌方事故的控制要求。研究表明： 1）开挖面失稳塌方和关门塌方2类由围岩和结构失稳引发的隧道塌方事故在事故次数（68%）、死亡人数（53.7%）和涉险人数（68%）方面占比较大，其中关门塌方事故单次事故涉险人数最多，潜在危害最大。2）隧道开挖面处的围岩虚拟支护力随着黏聚力的减小而降低，开挖面后方2倍半径处围岩的虚拟支护力已大部分释放（＜5%pi）。3）围岩变形和虚拟支护力释放的第2阶段内，围岩变形急剧，围岩虚拟支护力急剧释放且释放量较大，此阶段是隧道塌方控制的重点。
