上覆堆载对既有排水隧洞衬砌及围岩应力和变形的影响规律研究

该文以云南柳树箐尾矿堆积坝下伏的排水隧洞为研究对象,通过Flac3D数值模拟软件建立了堆载与排水隧洞的三维模型,运用极限平衡原理研究了分级堆载时下伏地层中排水隧洞主洞衬砌和围岩的应力变化规律及衬砌的变形特征。结果表明:隧洞衬砌和围岩应力随上覆堆载高度的增加而增加,且隧洞侧壁衬砌应力增长速率远大于隧洞顶拱衬砌增长速率,最大主应力方向发生改变,应力在隧洞侧壁集中,形成应力拱效应;堆填影响下的隧洞围岩应力重分布范围主要集中在一倍洞宽范围内,在一倍洞宽范围外,应力集中效应逐渐减弱;随着堆载高度的增加,隧洞衬砌的变形也随着增加,且上部位移较两侧增长快,产生不均匀变形。分析结果表明虽然高填方堆载对隧洞衬砌和围岩应力与变形有较大影响,但目前衬砌仍处于较稳定状态。