某不等跨分岔隧道力学特性与三维空间压力拱分析

为揭示不等跨分岔隧道反向施工变形受力特性,建立三维仿真模型,分析不同开挖步下,不等跨分岔隧道的竖向位移、水平位移与纵向位移特性,并分析其应力特性,进而分析中夹岩的变形受力特征,并首次从三维压力拱角度,分析不等跨隧道反向施工下压力拱三维特性;最后根据现场监测与施工情况,分析其效果。研究结果表明：围岩竖向位移呈现树杈型;开挖匝道与大跨段右半导坑时,竖向位移较小,当反向开挖左半导坑时,大跨段拱顶上方竖向位移急剧变大;塑性应变较大值与应力集中位置对应,即位于隧道拱脚、小净距与大跨段相接的过渡段(即端头墙)、中夹岩柱靠近匝道段一侧;中夹岩由于受到匝道与主车道隧道不等跨反向开挖的影响,呈现明显的不对称受力与变形,应对其采取不对称支护。由于掌子面的空间效应,隧道开挖至特征面前4 m处时,特征面开始出现压力拱;向特征面后开挖4～8 m处时,对应力拱影响最大;继续开挖后,影响逐渐变小;压力拱三维形状呈现由半喇叭型向圆三角型转变。