应用MIDAS GTS NX软件数值模拟的方法,研究了旋喷桩群加固黄土隧道基底和仰拱效果,对有旋喷桩和无旋喷桩两种工况下,隧道基底、仰拱及拱顶变形量的差异,及旋喷桩地基加固段隧道仰拱不同施工阶段的内力和竖向变形进行分析,并与现场实测数据进行对比研究,发现采用旋喷桩加固隧道工况下时间t=22时仰拱最大隆起为5.62 cm,且沿深度方向围岩变形变化趋势平稳,变形均匀;而无旋喷桩隧道在开挖后时间t=16时仰拱最大隆起15.9 cm,且沿竖直方向围岩变形剧烈减小,变形不均匀,与现场实测结果相比变化趋势无明显变化。研究结果表明:施加旋喷桩能够提高隧道地基的承载能力和稳定性,减小地基变形量;隧底竖直旋喷桩可以改善隧道地基的土体工程力学性质,使其变形量在竖直方向随着深度的增加均匀减小,从而可以缓解隧道仰拱各部分的不均匀变形现象,防止了仰拱开裂破坏;旋喷桩受力情况与隧道围岩地应力的大小有关,高地应力区域隧道开挖后要释放的应变能越多,旋喷桩就要产生越大的轴向力来抵抗围岩的竖向变形。

国家自然科学基金(41702287)；