报告选取模型计算参数见表1。
3 开挖模拟分析
当隧道通过浅埋区域时，分别采用正台阶法开挖，分析开挖过程中围岩的变形发展情况。开挖按2m一循环开挖，40m长浅埋区域一个分为20个开挖循环，每个开挖循环计算1000时步。
图2为围岩剪应变增量云图。如图所示，在采用正台阶法通过浅埋区域时，剪应变增量分布与采用全断面法无异，同样潜在剪切带已经从地表至开挖面连通，存在剪切破坏可能。
台阶法开挖工序多于全断面法，开挖时间亦更长，在Flac3D计算程序中，围岩的变形随着时步的增加会不断增加（变形速率不为0）。故采用正台阶法开挖时，通过数值模拟得到的围岩变形反而更大。这也说明在采用正台阶法开挖时，围岩变形发展迅速而不能保持稳定。开挖过程中1#～6#监测断面拱顶监测点数据如图3所示。随着隧道的开挖，各监测断面拱顶沉降快速发展，其中3#监测断面（RK182+275）处拱顶下沉值达7.26m，已经严重超出了围岩变形破坏的控制范围，围岩出现大规模变形并导致破坏。图4为开挖过程中A～E监测点的地表沉降监测数据图，其中B监测点（RK182+280）的沉降值最大，达6.62m。
综合上述分析，隧道采用正台阶法开挖通过浅埋区域时，围岩的变形趋势、塑性状态与剪应变增量分布与全断面法开挖时差异不大。围岩变形发展依然迅速，出现塑性屈服并导致破坏。同时，由于围岩变形速率较大并保持恒定，数值计算中拱顶沉降值以及地表沉降值随着计算时步的增加而增加。
4 结论
基于隧道工程实际和Flac3D数值计算程序，对双侧压浅埋段隧道开挖过程进行了数值模拟分析。
分析隧道在浅埋段趋于开挖过程中围岩的变化。选取全断面法、正台阶法、正台阶留核心土法三种不同的开挖方式进行掘进，分析浅埋段围岩在开挖过程中的变形规律及应力状态。结果显示：通过三种方式开挖进入浅埋区域时，围岩变形发展迅速、拱顶沉降和地表沉降值过大，远超过正常变形范围，且存在潜在的剪切带。因此可认为，隧道在进入浅埋区域后的开挖会导致围岩的破坏和地表土体的沉陷。
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[责任编辑：杨玉洁]
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