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基于混合FLAC-DEM的节理岩体TBM隧道围岩稳定性空间演化机制
1
作者
靳宏
于丽
+2 位作者
王明年
秦幼林
王淞申
《铁道标准设计》
北大核心
2025年第10期150-158,共9页
为探究复杂地质环境节理岩体中全断面隧道掘进机(TBM)施工引起的围岩稳定性空间演化规律,依托某典型高地应力节理岩体TBM隧道,基于混合有限差分-离散元耦合模型提出一种耦合连续-非连续介质力学的混合FLAC-DEM(FLAC-3DEC)数值模拟方法,...
为探究复杂地质环境节理岩体中全断面隧道掘进机(TBM)施工引起的围岩稳定性空间演化规律,依托某典型高地应力节理岩体TBM隧道,基于混合有限差分-离散元耦合模型提出一种耦合连续-非连续介质力学的混合FLAC-DEM(FLAC-3DEC)数值模拟方法,构建TBM开挖全过程的三维精细化模型,研究地应力场与结构面间距对围岩稳定性的影响机理。研究表明:TBM隧道围岩失稳是一个渐进过程,随着掌子面距离的增加,表现出显著的空间特性;基于数值模型,揭示地应力对硬岩TBM隧道稳定性的非线性影响规律,25 MPa为临界应力,低应力区(σ_(0)<25 MPa)呈现地应力-失稳负相关,高应力区(σ_(0)≥25 MPa)转为正相关;节理面间距存在0.8 m临界阈值,当间距≤0.8 m时,失稳范围随间距增大呈指数衰减,由结构面贯通滑移主导,而当间距>0.8 m时,衰减速率骤降,转为以岩石基质破坏为主的破坏模式。本研究阐明了复杂地质环境下TBM隧道围岩失稳的空间演化机制与关键参数临界效应,为超大埋深节理硬岩隧道的安全施工与灾害防控提供理论支撑。
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关键词
TBM隧道
节理岩体
围岩稳定性
混合flac-3dec
临界效应
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职称材料
题名
基于混合FLAC-DEM的节理岩体TBM隧道围岩稳定性空间演化机制
1
作者
靳宏
于丽
王明年
秦幼林
王淞申
机构
西南交通大学土木工程学院
出处
《铁道标准设计》
北大核心
2025年第10期150-158,共9页
基金
中国国家铁路集团有限公司科技研究开发计划项目(N2024G048)。
文摘
为探究复杂地质环境节理岩体中全断面隧道掘进机(TBM)施工引起的围岩稳定性空间演化规律,依托某典型高地应力节理岩体TBM隧道,基于混合有限差分-离散元耦合模型提出一种耦合连续-非连续介质力学的混合FLAC-DEM(FLAC-3DEC)数值模拟方法,构建TBM开挖全过程的三维精细化模型,研究地应力场与结构面间距对围岩稳定性的影响机理。研究表明:TBM隧道围岩失稳是一个渐进过程,随着掌子面距离的增加,表现出显著的空间特性;基于数值模型,揭示地应力对硬岩TBM隧道稳定性的非线性影响规律,25 MPa为临界应力,低应力区(σ_(0)<25 MPa)呈现地应力-失稳负相关,高应力区(σ_(0)≥25 MPa)转为正相关;节理面间距存在0.8 m临界阈值,当间距≤0.8 m时,失稳范围随间距增大呈指数衰减,由结构面贯通滑移主导,而当间距>0.8 m时,衰减速率骤降,转为以岩石基质破坏为主的破坏模式。本研究阐明了复杂地质环境下TBM隧道围岩失稳的空间演化机制与关键参数临界效应,为超大埋深节理硬岩隧道的安全施工与灾害防控提供理论支撑。
关键词
TBM隧道
节理岩体
围岩稳定性
混合flac-3dec
临界效应
Keywords
TBM tunnel
jointed rock mass
surrounding rock stability
hybrid
flac-
3
dec
critical effect
分类号
U45 [建筑科学—桥梁与隧道工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
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1
基于混合FLAC-DEM的节理岩体TBM隧道围岩稳定性空间演化机制
靳宏
于丽
王明年
秦幼林
王淞申
《铁道标准设计》
北大核心
2025
0
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