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随着我国国民经济的快速发展，地面资源及可开发的空间越来越少，其利用率已逐渐趋于饱和。为了解决日益严峻的交通拥堵问题，愈来愈多的隧道工程在富含软弱岩体的地基土上进行建设，而部分大型隧道在软弱岩层中建设时常出现掌子面失稳甚至地表塌陷等工程灾害，不仅影响了工程的施工进度、加大了施工难度，而且严重威胁到了工作人员的安全，同时也对国家经济的发展产生了重大影响。因此，为了对产生上述问题的原因有所了解，揭示软弱岩体的变形演化规律，并提出有效的防护措施，本文以湖北省宣恩县彭家寨隧道为工程背景，通过理论研究、数值模拟以及现场监测分析等方法对含夹层的层状软岩隧道开挖稳定性及变形演化机制进行了一系列研究。主要工作如下：
（1）通过翻阅大量文献，总结了软岩、层状岩体、夹层的研究现状；对结构面的分类、表观形态与填充物特征、力学特性和主要特征、层状围岩的变形机理进行了论述，为本文研究提供理论基础。
（2）对彭家寨隧道典型开挖段K1+010~K1+030进行开挖模拟，得出的结果对比现场该监测断面的实测数据，发现模拟结果与实测数据大致相符，验证了模型的准确性。
（3）通过数值模拟分析顺层软岩岩体隧道开挖，探讨了围岩层面倾角、层面间距、夹层与隧洞上方的间距以及夹层厚度对开挖稳定性的影响。整个隧道的洞周沉降可分为三个阶段：快速增长阶段、缓慢增长阶段、趋于平稳阶段，不过不同因素的影响程度不同，使得趋于平稳的拐点有所不同。综合分析了不同层面倾角、不同层面间距、夹层所处不同位置、不同夹层厚度下的数种工况，发现在顺层软岩岩体中进行隧道开挖，主要体现在层面垂直方向上的弯曲折断破坏和层面平行方向上的剪切滑移破坏，在这两种破坏模式共同作用下，变形规律为左边墙部位的位移沉降大于右边墙部位的位移沉降。在夹层介入后，二者的位移变形进一步增大，为有效控制沉降，避免坍方事故的发生，建议对左边墙进行超前预注浆和支护加强设计。
（4）针对彭家寨隧道里程K1+50处出现掌子面掉块进行原因分析，结合含夹层的层状软岩隧道变形演化机制研究，针对该隧段做综合加固处置，即加设临时钢支撑、对掌子面进行喷浆封闭，对拱顶与左边墙部位采用超前预注浆。对该段进行持续性监测，结果显示该段的拱顶变形与周边收敛均符合设计规范要求，验证了加固措施的合理性，对实际工程有一定指导意义。
（1）通过翻阅大量文献，总结了软岩、层状岩体、夹层的研究现状；对结构面的分类、表观形态与填充物特征、力学特性和主要特征、层状围岩的变形机理进行了论述，为本文研究提供理论基础。
（2）对彭家寨隧道典型开挖段K1+010~K1+030进行开挖模拟，得出的结果对比现场该监测断面的实测数据，发现模拟结果与实测数据大致相符，验证了模型的准确性。
（3）通过数值模拟分析顺层软岩岩体隧道开挖，探讨了围岩层面倾角、层面间距、夹层与隧洞上方的间距以及夹层厚度对开挖稳定性的影响。整个隧道的洞周沉降可分为三个阶段：快速增长阶段、缓慢增长阶段、趋于平稳阶段，不过不同因素的影响程度不同，使得趋于平稳的拐点有所不同。综合分析了不同层面倾角、不同层面间距、夹层所处不同位置、不同夹层厚度下的数种工况，发现在顺层软岩岩体中进行隧道开挖，主要体现在层面垂直方向上的弯曲折断破坏和层面平行方向上的剪切滑移破坏，在这两种破坏模式共同作用下，变形规律为左边墙部位的位移沉降大于右边墙部位的位移沉降。在夹层介入后，二者的位移变形进一步增大，为有效控制沉降，避免坍方事故的发生，建议对左边墙进行超前预注浆和支护加强设计。
（4）针对彭家寨隧道里程K1+50处出现掌子面掉块进行原因分析，结合含夹层的层状软岩隧道变形演化机制研究，针对该隧段做综合加固处置，即加设临时钢支撑、对掌子面进行喷浆封闭，对拱顶与左边墙部位采用超前预注浆。对该段进行持续性监测，结果显示该段的拱顶变形与周边收敛均符合设计规范要求，验证了加固措施的合理性，对实际工程有一定指导意义。