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隧道建设(中英文) ›› 2025, Vol. 45 ›› Issue (11): 2007-2017.DOI: 10.3973/j.issn.2096-4498.2025.11.003
王树英1, 2, 杨泽斌3, 郑响凑1, 2,*
WANG Shuying1, 2, YANG Zebin3, ZHENG Xiangcou1, 2, *
摘要: 针对隧道穿越断层破碎带易发生围岩失稳的问题,基于突变理论提出考虑开挖扰动效应的敞开式TBM隧道围岩失稳分析模型。首先,通过建立简化的力学模型,引入采用Weibull分布函数描述的岩体本构模型,构建基于掘进参数的TBM开挖扰动参数拟合公式,并综合考虑地下水弱化效应对岩体本构模型进行修正; 其次,结合构建的简化力学模型与修正岩体本构模型,建立基于尖点突变理论的断层破碎带TBM隧道围岩失稳分析模型,进一步推导围岩失稳判据的量化评价参数; 最后,以某TBM隧道工程为依托,检验失稳判据的可靠性及准确性。分析结果表明: 围岩的稳定性受其抗剪能力影响显著,同时受开挖扰动和地下水的影响较为明显; 随着扰动参数和地下水压力的增大,围岩失稳风险增大。注浆加固手段可有效提高围岩的稳定性,理论上可提高围岩剪切模量至加固前的1.2~1.8倍,围岩失稳临界扰动参数从0.06增加到0.38~0.95,失稳临界水压力提高了21.9%~101.2%。现场采用化学注浆措施后,浆液能有效地充填岩体裂隙并显著增强围岩的抗剪能力,提高断层破碎带隧道围岩稳定性。