软岩隧道挤压变形的概率模型 (2011年)

软岩隧道挤压变形问题，在高应力环境下开挖隧道时是一个主要的地质灾害问题。在深部高地应力区域的岩石地下工程中，围岩塑性挤压变形，也被称为挤压大变形，是影响围岩稳定性的主要因素。挤压大变形会导致支护结构的变形和破损，严重时甚至会发生坍塌和卡机等事故，这将迫使工程中断。例如，荷兰西斯凯尔特河隧道施工过程中，因为围岩的强烈挤压而被困两周；而在中国的引黄工程隧道施工过程中，掘进机遇到软岩挤压变形而长时间被困，给工程带来了严重的后果。 在对软岩挤压大变形隧道的研究中，目前主要集中于常规定性定量分析，而概率分析方法的应用相对较少。但概率分析理论在这一领域的重要性不言而喻。赵延喜和李浩在他们的研究中，通过研究挤压性围岩大变形的破坏机理，并基于概率分析理论，建立了一个预测软岩隧道挤压变形发生的概率及其挤压程度分级的模型。 该模型中，影响挤压变形的两个主要因素被识别为岩体的单轴抗压强度（记为acm）和初始垂直地应力（记为pO）。这两个因素共同决定了围岩的稳定性。基于这些因素，研究者将强度应力比（即acm/pO）作为判别因子来建立挤压变形的概率模型。 通过对国内乌鞘岭隧道工程挤压变形情况的分析，研究结果显示该模型与实际情况符合较好。这表明该模型在研究隧道挤压变形发生的可能性及其挤压程度分级中，具有良好的实用性和有效性。 此外，文献中还提到了其他的研究者在相似领域的研究。例如，李树军针对龙溪隧道高地应力挤压变形的特殊性，分析了隧道施工过程中因高地应力造成的隧道大变形的特点及机理，并对典型地段进行了数值分析，确定了大变形地段安全、经济、合理的支护参数。而陈铁骑以锦屏二级水电站的软岩隧道为对象，应用现场监测数据和数值模拟的方法，对软岩隧道的变形特性及支护结构的受力状态进行了分析，提出了适合该地质条件下的支护策略。 从上述研究中可以看出，在软岩隧道挤压变形的研究中，除了考虑岩体的物理力学性质之外，还需要考虑地质条件、施工方法、支护设计等多个方面的因素。此外，结合现场监测数据和数值模拟等技术手段，可以更准确地预测和分析软岩隧道挤压变形的可能性及其分级，从而为工程建设提供科学合理的决策依据。这样的研究对于保障隧道工程的安全施工、防止事故发生以及减少工程中断的时间和经济损失具有重要的实际意义。