层状岩体地下洞室施工阶段围岩精细化分级

围岩分级方法在实际应用中存在结果处理复杂、围岩分级量化数值范围交叉及围岩分级精度较低等问题,为了对层状岩体地下洞室施工阶段的围岩进行精细化分级,基于HC分类法,重点考虑层状岩体的层厚与产状对围岩稳定的影响,通过有限元软件Midas GTS对25种由正交试验方法得到的代表性工况进行了数值模拟,并将位移计算结果进行了极差分析.结果表明:层状岩体隧洞位移分布方向主要取决于结构面走向与洞轴线夹角α及结构面倾角β,而位移分布范围的大小主要取决于岩层厚度h;对层状岩体隧洞稳定性影响的大小排序为,饱和单轴抗压强度Rc>结构面走向与洞轴线夹角α>张开度W>层状岩体层厚h>结构面倾角β,因此,层状岩体隧洞围岩分级时,应充分考虑结构面产状的影响;饱和单轴抗压强度Rc、结构面走向与洞轴线夹角α均与层状岩体隧洞的稳定性近似呈正比,张开度W则与层状岩体隧洞的稳定性近似呈反比;层状岩体层厚h=0.6 m时,层状岩体隧洞稳定性最差,结构面倾角β=60°时,层状岩体隧洞稳定最差.基于HC分类法提出了基于隧道相对变形的修正分级区间,并分别采用了模糊物元理论以及相似工程中的推广应用对其进行验证,证明了该分级区间的合理性及适用性.该分级区间可为类似地下洞室的围岩分级提供参考.