粉煤灰地层隧道开挖卸载应力路径数值模拟与试验
摘要:隧道在动态开挖过程中，土体的变形与其应力路径密切相关。针对这一问题，运用FLAC3D有限差分软件构建了隧道动态施工三维模型，模拟了大断面隧道采用双侧壁导坑法开挖的施工流程，测得了开挖卸载引起的土体应力状态变化规律。基于数值模拟获得的土体应力状态变化规律简化结果，对粉煤灰水泥加固土进行不同应力路径下的室内三轴试验，研究了隧道开挖卸载过程中土体单元受力变形情况，并对比了未掺入水泥的试件变形情况，以分析水泥加固对粉煤灰土卸荷变形的影响。数值模拟及室内试验结果表明：隧道进行三导洞法施工开挖过程中，围岩监测点的单元土体的应力路径较为复杂且存在明显差异，但大致可以简化为两类，即恒围压卸轴压以及恒围压升轴压的加卸载的过程；在模拟围岩单元土体不同位置的应力路径试验中，未经掺加水泥的试件存在变形破坏，而经水泥加固的试件变形量较小，未发生破坏。
Abstract:The stress path of soil is closely tied to deformation during dynamic tunnel excavation. A three-dimensional model of tunnel construction was created using the FLAC3D finite difference software. The double-side wall guide pit method was used to simulate the excavation process of a large-section tunnel and measure the resulting soil stress state. The changing laws of the stress state were then investigated based on the numerical simulation results. Indoor triaxial tests were conducted on soil reinforced with fly ash cement under different stress paths to replicate the stress and deformation of soil units during tunnel excavation and unloading. Unreinforced soil specimens were used as a control group. The numerical simulations and laboratory test results reveal that the stress paths of the surrounding rock unit soil at monitoring points are complex, and can be roughly divided into two categories: the process of constant confining pressure unloading axial pressure and constant confining pressure rising axial pressure. The cement-reinforced specimens showed less deformation and no signs of failure, while the unreinforced specimens were damaged during the stress path tests of different soil positions within the simulated surrounding rock unit.
中文标题：
粉煤灰地层隧道开挖卸载应力路径数值模拟与试验
Numerical Simulation and Laboratory Tests of Unloading Stress Path of Fly Ash Stratum Tunnel Excavation
作者：
黎林1,,谢金宏2,,杨尚川2,,
Li Lin1,,Xie Jinhong2,,Yang Shangchuan2,,
作者简介:黎 林，男，1995年生，汉族，重庆垫江人，大学本科，助理工程师，主要从事隧道工程设计工作。E-mail：2250325992@qq.com通讯作者:杨尚川，男，1987年生，汉族，四川乐山人，博士，副教授。主要研究领域：岩土与地下工程。E-mail：shangchuan.yang@foxmail.com
通讯地址：
1.四川公路桥梁建设集团有限公司公路三分公司，四川成都 610200 2.西南交通大学交通隧道教育部重点实验室，四川成都 610031
1.SichuanRoad&BridgeCo.,Ltd.,HighwayThreeBranch,Chengdu610200,Sichuan,China 2.KeyLaboratoryofTransportationTunnelEngineering,MinistryofEducation,SouthwestJiaotongUniversity,Chengdu610031,Sichuan,China
中图分类号:TU43
doi:10.3969/j.issn.1007-2993.2024.05.013
出版物：岩土工程技术
收稿日期:2023-06-06
修回日期:2023-10-16
录用日期:2023-12-25
网络出版日期:2024-10-09
刊出日期:2024-10-09
关键词:隧道开挖,应力路径,数值模拟,室内三轴试验
Key words:tunnel excavation,stress path,numerical simulation,indoor triaxial test
文档包含图片数量：图片(7)张
文档包含表格数量：表格(6)个
参考文献：
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基金项目：
基金项目:国家自然科学基金（52278371）
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