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第55卷第1期中南大学学报(自然科学版)Vol.55No.1
2024年1月JournalofCentralSouthUniversity(ScienceandTechnology)Jan.2024
DOI:10.11817/j.issn.1672-7207.2024.01.016
引用格式：阳军生,夏裕栋,方星桦,等.节理化炭质页岩地层隧道围岩大变形及控制技术研究[J].中南大学学报(自然科学版),
2024,55(1):188−200.
Citation:YANGJunsheng,XIAYudong,FANGXinghua,etal.Researchonlargedeformationandcontroltechnologyoftunnel
surroundingrockinjointedcarbonaceousshalestrata[J].JournalofCentralSouthUniversity(ScienceandTechnology),2024,55(1):
188−200.
节理化炭质页岩地层隧道围岩大变形及控制技术研究
11112
阳军生，夏裕栋，方星桦，刘伟龙，王法岭
(1.中南大学土木工程学院，湖南长沙，410075；
2.中铁十二局集团有限公司，山西太原，030024)
摘要：某高速铁路XHS隧道穿越节理化炭质页岩地层，在施工过程中围岩大变形、失稳坍塌现象显著，现
场采用强支护和仰拱加深等措施后围岩变形控制效果不佳。针对XHS隧道节理化炭质页岩地层地质条件，
结合现场监测手段、离散−连续耦合数值模拟分析围岩大变形及破坏特征，基于数值模拟提出以采取地层
预加固为主的围岩变形控制措施，并通过现场试验探讨该控制措施的应用效果。研究结果表明：隧道开挖
后，围岩变形具有变形量大、变形速率快的特点，围岩拱部沉降量大于水平收敛量且变形具有非对称的分
布特征；受三台阶法多次开挖扰动影响，围岩卸荷范围动态发育并不断向全环扩展，松动区逐渐由浅部围
岩向深部转移，并呈现出非对称的破坏特征，最终引发围岩大变形；采取地层预加固后，模型中围岩变形
和松动区范围明显减小，围岩非对称变形破坏也得到了有效控制；在采用地层预加固、管棚超前支护、三
台阶临时仰拱法开挖的控制措施后，围岩变形得到控制，施工效果良好，隧道恢复正常施工，保证了隧道
的顺利贯通；以地层预加固为主的控制措施是此类节理化炭质页岩地层围岩变形控制的有效手段。
关键词：节理化岩体；炭质页岩；大变形；离散−连续耦合分析；预加固
中图分类号：U459.1文献标志码：A
文章编号：1672-7207（2024）01-0188-13
Researchonlargedeformationandcontroltechnologyoftunnel
surroundingrockinjointedcarbonaceousshalestrata
11112
YANGJunsheng,XIAYudong,FANGXinghua,LIUWeilong,WANGFaling
(1.SchoolofCivilEngi
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