隐伏溶洞对隧道开挖稳定性影响研究

研究隐伏溶洞对隧道开挖稳定性的影响，对于提高隧道工程的安全性和可行性具有重要意义。以呼北高速金岩隧道为工程背景，采用Midas GTS NX软件建立隧道三维有限元模型，研究了不同溶洞位置、不同溶洞大小和不同溶洞与隧道间距下隧道围岩塑性区发展以及隧道衬砌结构变形受力规律。研究结果表明：位于隧道侧面的溶洞对隧道开挖稳定性影响最为明显，围岩塑性区分布最广，其次为位于隧道底部的溶洞，最后为位于隧道顶部的溶洞；溶洞与隧道间距越小，对隧道开挖稳定性影响越大，当距离足够近时塑性区的发展会贯通隧道与溶洞之间的中岩柱；地表V形影响区随着溶洞直径的增大而增加，也随着溶洞与隧道间距的增大而增加；中岩柱的破坏是由隧道侧面的围岩和溶洞侧面岩体同时向中间产生塑性发展而产生的。相关结论可为岩溶发育区山岭隧道安全施工提供参考。