寒風(fēng)埡隧道施工力學(xué)響應(yīng)與穩(wěn)定性的數(shù)值模擬分析.pdf

1、本文結(jié)合寒風(fēng)埡隧道的實(shí)際施工情況，綜合分析了圍巖穩(wěn)定性的研究現(xiàn)狀，提出了以彈塑性理論和粘彈性理論為基礎(chǔ)的數(shù)值模擬方法，并利用ANSYS10.O版本的有限元分析軟件，建立數(shù)值模型，對(duì)寒風(fēng)埡隧道在特殊地質(zhì)條件下的整個(gè)施工開挖和支護(hù)過(guò)程中的圍巖與支護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性進(jìn)行了數(shù)值模擬計(jì)算與分析，并與實(shí)際的施工情況相對(duì)照，分析歸納了圍巖及其支護(hù)結(jié)構(gòu)受力變形規(guī)律，指出了施工過(guò)程中的圍巖變形趨勢(shì)、初期支護(hù)的受力特性以及對(duì)二次襯砌的長(zhǎng)期穩(wěn)定性進(jìn)行了分析，并指

2、明了圍巖支護(hù)與監(jiān)控量測(cè)的重點(diǎn)，為隧道施工提出了警示信息，便于合理選擇開挖和支護(hù)方式，指導(dǎo)工程施工。主要結(jié)論如下： ①在圍巖變形方面，圍巖的變形趨勢(shì)為：拱頂下沉、邊墻向內(nèi)收縮、仰拱向上移動(dòng)；噴錨支護(hù)（緊跟開挖面設(shè)置）對(duì)軟弱破碎圍巖起了很好的變形約束作用。 ②在初期支護(hù)的受力方面，第一主應(yīng)力和第三主應(yīng)力的最大值均出現(xiàn)在拱腳部位，所以在施工過(guò)程中，要注意掌子面附近的拱腳部位，防止受到的拉應(yīng)力過(guò)大而引起拱腳處的初期支護(hù)和圍巖的破

3、壞。 ③在二次襯砌長(zhǎng)期穩(wěn)定性方面，由于圍巖的流變，導(dǎo)致了二次襯砌隨著時(shí)間的增長(zhǎng)，其X和Y方向的位移逐漸變大。隧道開挖，即使圍巖處于穩(wěn)定的狀態(tài)，但是經(jīng)過(guò)一段的時(shí)間流變后，仍有發(fā)生破壞的可能，這種潛在的可能性，必須予以足夠的重視。 ④在外水壓力作用下的圍巖段，襯砌在相同的水壓力折減系數(shù)條件下，其內(nèi)力隨著外水壓力折減系數(shù)的增大而明顯增大。外水壓力折減系數(shù)是影響襯砌內(nèi)力的重要因素，因此合理的確定外水壓力折減系數(shù)對(duì)隧道襯砌結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)