【摘 要】
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本文以云南省高速公路网S29澄江至江川段禄充隧道为依托工程，利用有限元仿真模拟的方法，研究充填型溶洞对隧道围岩位移、应力以及初期支护应力的影响，充填型溶洞对隧道围岩稳定性及初支结构安全性变化规律。主要研究内容及成果如下： (1)基于有限元分析方法，建立了既有溶洞下溶洞隧道开挖模型，分析了洞内充填物的影响影响程度。结果表明：在最不利工况下，溶洞分别位于拱顶、拱肩、拱腰时，引起拱顶围岩位移差异分别为
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本文以云南省高速公路网S29澄江至江川段禄充隧道为依托工程，利用有限元仿真模拟的方法，研究充填型溶洞对隧道围岩位移、应力以及初期支护应力的影响，充填型溶洞对隧道围岩稳定性及初支结构安全性变化规律。主要研究内容及成果如下：
(1)基于有限元分析方法，建立了既有溶洞下溶洞隧道开挖模型，分析了洞内充填物的影响影响程度。结果表明：在最不利工况下，溶洞分别位于拱顶、拱肩、拱腰时，引起拱顶围岩位移差异分别为13％、23％、18％，围岩应力差异分别为6％、23％、14％；引起拱底围岩位移差异分别为2％、29％、2％，围岩应力差异分别为16％、28％、3％。充填型溶洞考虑充填物的影响是必要的。
(2)分析了不同位置充填型溶洞对围岩位移与应力的影响。结果表明：充填型溶洞位于拱顶、右拱肩、右拱腰、右拱脚和拱底时，分别最高引起围岩位移、应力增加15％、75％；72％、64％；53％、90％；101％、47％；28％、317％。
(3)以围岩塑性区贯通、初支结构安全系数分别作为稳定性与安全性判据，分析了溶洞与隧道间围岩安全距离与初支结构安全距离。结果表明：隧道拱肩、拱腰与拱脚处充填型溶洞对围岩稳定性影响最大。在溶洞尺寸为7m时，安全距离分别可达8m、6m、9m。隧道拱脚处充填型溶洞对初期支护结构安全性影响最大。在溶洞尺寸为7m时，安全距离达7m。同时，采用拟合算法，分别得到了拱顶、拱肩、拱腰、拱脚及拱底既有充填型溶洞时初期支护结构与溶洞安全距离计算公式。
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