除了上述常用的方法外,其它一些理论和方法也用在围岩稳定分析中。地下工程围岩开裂和破坏主要由于结构面的断裂扩展和连通,因此有人采用断裂和损伤力学方法来评价节理裂隙岩体稳定性和变形行为,如正在兴起的各种数值计算方法之间的耦合[38, 39] 、块体理论的引用和发展、系统论与控制论的引入等方法。

    3　存在的不足和需进一步做的工作

    通过以上对围岩稳定分析方法的系统分析,我们可以看出当前的分析方法主要存在以下几个方面的不足:

    (1) 目前各种方法均没有达到真正完满解决工程实际问题,对理论模型的辨识、本构关系、计算参数、仿真方法都需作进一步深入具体研究。围岩失稳是一个相当复杂的过程,通常伴随着变形的非均匀性、非连续性和大位移等特点,是一个高度非线性科学问题。因此,要对它的力学行为进行预测和控制,必须借助当代非线性科学。

    (2) 围岩地质分类法被广泛得到采用,而且目前国内外分类标准有上百种之多,但每一种方法更多的是评价围岩的稳定性,相对而言定量的评价还有待于进一步研究和完善。

    (3) 解析法是一种很好的方法,但从目前的情况看研究的程度还不够,研究成果也相对较少。就目前已有的成果来看,通常都是在均匀场中假设围岩均质、各向同性的连续介质,洞室开挖后按弹性、弹塑性围岩应力状态,分别计算出应力的大小,然后按强度理论来进行评价围岩稳定性。虽然已有学者建立了圆形洞室不同应力状态下的位移解析式,但真正将位移解析解与围岩的稳定性之间建立关系的成果还不够。

    (4) 当前用数值方法来进行围岩的稳定性评价时,主要采用的还是有限元数值模拟方法,而相对的其他一些数值模拟方法的应用则少了些,这也需要我们在今后的研究工作中开展对其他方法的应用和研究,以更好地加以比较和评价。

    (5) 另外,失稳判据难以确定。多年来,对地下工程围岩稳定性问题,失稳判据始终没有得到很好地解决[41] 。现行的规范( TB10003 - 2001)中围岩稳定性是以极限净空相对位移值或允许收敛速率的形式给出的[42] ,当实测的位移值超出此值时即视为不稳定。对于不同的地质情况这显然是不合适的。在实际应用中,我们必须结合不同的工程状况给出合理的失稳判据。

    4　结　语

    现代力学和计算技术的发展为我们进一步开展研究提供了很好的基础。在今后的研究中我们既要避免一味追求高精度的数值计算及数学方法的深奥,花了大量的精力、财力和时间去从事复杂而繁锁的数值计算,而放松了对地下工程问题特殊性的思考,又要注意那种抛开理论只追求经验类比的做法。必须从隧道工程实际出发,以系统概念为指导,依靠原型观测资料的验证与反馈,走理论分析与经验分析相结合的道路,进一步加强数值分析模型和位移反分析力学模型的基础理论研究。

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