2025IBTC精选报告 | 全国工程勘察设计大师李国良
阅读：次 发布人：桥梁与隧道
2025年11月22日-23日，中国工程院工程科技学术研讨会暨第十三届国际桥梁与隧道技术大会（IBTC 2025）在天津成功召开。大会深入贯彻落实党的二十届四中全会精神，以“新质生产力赋能交通基础设施智能建养与韧性安全”为主题开展高质量学术报告与研讨，涌现出一批具有前瞻性和实践价值的研究成果。
作为中国乃至国际范围内反映重大工程建设与技术创新的重要交流平台，为更好传播科技前沿成果、推动行业创新进步，大会组委会特别推出《2025IBTC精选报告回顾》，分享专家精彩观点。本期聚焦全国工程勘察设计大师、中国铁建首席专家李国良的大会报告《高内压承力拱原理及工程应用》↓↓↓
▲李国良大师在大会现场分享报告
一、围岩的基本力学特性
典型的岩石破坏经历压密—弹性—硬化—塑性软化—残余变形五个阶段，围压提升可增强岩石强度与韧性；圆形洞室应力分布遵循弹性、弹塑性规律，经典理论难以解释围岩时空效应；深埋隧道开挖卸荷释放应变能，易引发岩爆或大变形，基于研究，给出挤压性围岩隧道围岩释放能量计算公式。
二、挤压性围岩变形时程特征
基于理论推导，结合能量方程、动量方程、蠕变方程，建立了描述围岩变形时程特征的方程，并依据该方程将围岩变形过程划分为四个典型阶段：弹性-屈服前期、蠕变加速期、蠕变阻滞期以及蠕变残余期。阐明了支护结构与围岩“碰撞”及围岩“拱效应”形成的阻滞机理。揭示了浅层围岩因反复挤压致密硬化，深层围岩受长期远端储备应变能“波浪式冲击”而缓慢挤密的变形规律。
三、围岩变形与高内压承力拱机理
揭示了隧道在开挖、支护和衬砌过程中，围岩由浅至深依次从静力平衡状态进入动力状态，应力、变形、能量和围岩的力学特征参数等重新调整，直至达到新的静力平衡状态。首次提出了挤压性围岩最终形成的"高内压承力拱"理论模型，该结构以切向应力为主导应力且显著高于初始地应力状态。阐明了挤压性围岩隧道高内压承力拱与传统围岩承载拱的区别——蠕变松动区因挤密吸能形成高内压承力拱，成为承载区。基于“高内压承力拱”理论模型，阐释了挤压性围岩隧道结构运营安全可靠性。
四、挤压性围岩隧道变形治理
基于挤压性围岩隧道高内压承力拱原理，从采用帮助围岩快速形成高内压承力拱的工程技术措施入手，形成“圆顺、合理的开挖断面+大刚度多重支护体系+长短锚杆、锚管注浆+边放边抗”的综合治理措施，有利围岩高内压承力拱的形成，避免各种原因引起的局部失稳，确保围岩稳定。
五、主要结论
1.挤压性围岩隧道开挖后周边会形成蠕变区，区内围岩由静力状态进入动力状态；长期变形过程中，围岩能量、应力、力学特征等重新调整，直至达到新的静力状态。
2.受远端弹性应变能引起的围岩蠕变和支护阻力作用，围岩一定范围最终将形成“高内压承力拱”，使围岩成主要承载结构。
3.挤压性围岩隧道变形治理，应以减缓围岩的挤入速度、加固围岩等技术为主。以帮助围岩快速形成高内压承力拱。
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▲李国良大师在大会现场分享报告
在我国西部地区，由于青藏高原隆升及其向北东的持续扩展挤压作用，形成由河西走廊-祁连山-西秦岭-陇南-汶川的弧状高地应力挤压带。乌鞘岭隧道、兰新高铁，兰渝、西宁成都铁路等均位于板块构造高地应力集中区，域内断裂、褶皱发育，围岩挤压严重，软质岩流变效应明显，多座隧道出现了严重挤压性变形问题。挤压性围岩隧道变形机理及治理技术，成为国内外隧道工程界关注的难点之一。
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