基于离散元的浅埋偏压隧道施工细观机理研究

浅埋偏压隧道受力性质复杂，施工危险程度较高。以齐家庄隧道为研究对象，采用离散单元法模拟了浅埋偏压隧道开挖过程，分析了不同工况下围岩应力、位移的变化规律，并着重从微细观角度研究了开挖引起的围岩内部的裂隙发展、接触力分布和强弱力链演化规律，进而阐释了锚杆支护的作用机理。结果显示：隧道开挖引起围岩应力转移，使强力链产生了明显的拱效应，而弱力链仍表现为各向同性；系统锚杆的挤压加固作用促进了隧道附近拱效应的形成，提高了隧道的稳定性；拱效应引起隧道上部应力沿压力拱传递到隧道的拱腰和拱脚，使其附近颗粒接触力增大，主方向偏转；现场监测数据与模拟结果规律一致，且与有锚杆三台阶工况结果接近。