有限元強度折減法在隧洞穩(wěn)定分析中的應用.pdf

1、隨著科學技術(shù)的快速發(fā)展，鐵路、公路、城市地鐵及城市建設等領(lǐng)域產(chǎn)生了大量的隧洞與地下工程，相應對隧洞與地下工程的穩(wěn)定分析提出了更高的要求。有限元強度折減法已經(jīng)在邊(滑)坡工程分析應用中取得了成功，本文是關(guān)于有限元強度折減法在隧洞與地下工程穩(wěn)定分析中的應用研究，主要研究內(nèi)容如下：
　　 ①當前隧洞工程尚沒有定量的安全系數(shù)概念，將有限元強度折減法應用到求解隧洞工程的安全系數(shù)中，通過借鑒有限元強度折減法的思想，對隧洞圍巖強度參數(shù)進行折減

2、使圍巖處于極限破壞狀態(tài)，此時的強度折減系數(shù)即為安全系數(shù)。
　　 ②采用有限元強度折減法進行隧洞破壞機理研究，表明隧洞的破壞是從應力集中明顯的拱腳與拱肩處開始形成塑性區(qū)，而后拱腳處塑性區(qū)斜向上發(fā)展，拱肩處塑性區(qū)斜向下發(fā)展，兩者在圍巖內(nèi)部相互貫通，當有限元計算不收斂，表明隧洞發(fā)生了破壞。依據(jù)隧洞破壞時破裂面上的位移或塑性應變發(fā)生突變的特征，在數(shù)值模擬結(jié)果圖上，將各斷面等效塑性應變最大值連成線，即為隧洞的潛在破裂面位置。
　　

3、 ③運用隧洞工程有限元強度折減法，計算和分析了對應于現(xiàn)行規(guī)范各類圍巖參數(shù)的安全系數(shù)變化規(guī)律，為隧洞工程建設提供有意義的參考。
　　 ④隧洞設計時，對于復合式襯砌既要保證圍巖的一定安全度，又要保證襯砌的足夠安全度，因此涉及圍巖安全系數(shù)及襯砌安全系數(shù)。圍巖安全系數(shù)采用有限元強度折減法計算，襯砌安全系數(shù)按傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)方法進行計算。
　　 ⑤以重慶市寸灘小凈距隧道為例，分別計算了圍巖和支護的安全系數(shù)，計算結(jié)果較好反映了施工過程中圍巖