高地应力软岩隧道分级让压支护结构的力学特性分析

针对高地应力软岩隧道中让压支护结构让压量小、协同性差等不足，基于合理释放围岩应力及协同变形机理，提出了具备两阶段让压功能的隧道分级让压支护结构。根据两阶段变形特点，基于荷载结构法，建立了分阶段力学简化计算模型，揭示了让压结构变形与围岩压力间的相互关系。此外，通过收敛约束法建立数值分析模型，对比强支护和让压支护时的围岩变形特点，揭示了让压支护结构应力分布规律。结果表明：让压点决定了结构进入让压阶段的时机，让压点过小将导致结构急速失稳，不满足围岩的早期变形控制要求，让压点过高则不利于结构让压变形的完全释放，延缓结构稳定时间，影响围岩稳定；增大让压量可显著释放围岩应力，降低结构受力，保障支护结构的稳定性。合理调控两阶段的让压量分担，可提高内拱架的稳定性，减小内拱架的应力集中，提高结构承载能力。所提出的分级让压支护结构通过两阶段让压达到提高让压量、释放围岩应力、减小结构受力的目的，保障了隧道围岩稳定，可为高地应力软岩环境下的支护措施提供借鉴。