断层破碎带隧道结构破坏离散元数值试验

杨青林¹，李醒²，王永雷¹

摘　要：为研究次生断裂的形成原因、隧道结构破坏特征及其机理。以福宜高速公路梁王山隧道为依托，采用MatDEM离散元结合现场测试的方法，模拟断层运动和隧道破坏。结果表明：受主断层两侧地层相向运动影响，在离FW4断层出口远端软弱地层产生了次生断裂，隧道开挖后围岩次生裂隙扩展并发生不均匀破坏，表现为拱顶开裂，边墙强烈内挤和纵向裂缝等；低刚度裂隙能吸收变形产生明显变形阻断作用，但却容易引起对向侧部围岩的进一步应力集中，加剧隧道的不均匀破坏；为避免受次生断裂影响下穿越断层破碎带隧道发生破坏，应对次生裂隙或节理进行注浆加固，减少新生裂缝数量，削弱附近围岩的应力-变形集中，降低隧道施工风险。

关键词：隧道工程；断层破碎带；离散元；次生断裂

图4 离散元地质纵断面模型直径分布

图5 初始平衡后模型应力状态

图6 地层相对运动形成次生裂缝

图8 模型应力结果图

杨青林,李醒,王永雷.断层破碎带隧道结构破坏离散元数值试验[J].实验技术与管理,2024,41(08):136-142.

DOI:10.16791/j.cnki.sjg.2024.08.018.