淺埋偏壓錯臺小間距隧道應(yīng)力變形分析.pdf

1、我國地形地質(zhì)條件復(fù)雜，山嶺地區(qū)所占比重極大。尤其在我國云南省，94﹪的地貌為山區(qū)，因而云南高等級公路的建設(shè)中隧道數(shù)量多，斷面形式復(fù)雜，山區(qū)峽谷地帶施工還常常會遇到淺埋的情況。在淺埋條件下，地層的條件也相對較差，一般為軟巖、破碎巖體或高風化巖體且?guī)в幸欢ǖ钠珘?。由于地形和?jīng)濟等方面的因素，設(shè)計成小間距隧道形式有什么樣的優(yōu)勢，并且在這種復(fù)雜地質(zhì)條件下小間距隧道的可行性和施工特點是一個比較重要的工程問題。本文主要圍繞云南羅富高速公路第三合同段

2、的平年小間距隧道的設(shè)計施工等問題展開，重點研究淺埋小間距隧道的開挖順序、隧道凈距、錯臺高度、偏壓和圍巖狀況等發(fā)生變化對隧道應(yīng)力和變形的影響。本文與以往的小凈距隧道研究的不同之處主要體現(xiàn)在有錯臺和凈距大于0.8D(D為隧道寬度)的小間距這兩點上，旨在研究對小間距隧道的設(shè)計施工提供一定的理論支持和技術(shù)依據(jù)。 研究的內(nèi)容和方法： (1)本文以平年隧道為工程背景，利用平面有限元分析手段計算隧道中的三個典型斷面，這些斷面位于Ⅴ、Ⅳ

3、級圍巖條件下，埋深深度最大僅為47m，并且都是偏壓隧道。通過對不同開挖順序下對隧道的影響來分析合理的開挖順序。 (2)采用平面有限元數(shù)值分析方法針對小間距隧道在不同開挖順序、錯臺高度、凈間距、偏壓角度、覆土厚度等情況下進行分析研究，探究這些條件對小間距隧道設(shè)計施工的具體影響。完成了Ⅴ級圍巖條件下，錯臺高度分別為0m、2m、4m、8m，凈間距分別為0.8D、1.0D、1.2D、1.4D、1.6D、2.0D、2.4D、2.8D的情況

4、下，偏壓角度為10°、15°、25°、30°，先開挖左洞和先開挖右洞兩種開挖順序?qū)λ淼婪€(wěn)定性的影響。 (3)在數(shù)值計算的基礎(chǔ)上，借助室內(nèi)模型實驗和現(xiàn)場監(jiān)測得到的結(jié)論進行對比分析，從而驗證分析的正確性和可行性。 取得的成果主要包括： (1)通過數(shù)值計算發(fā)現(xiàn)，在淺埋、偏壓、錯臺的小間距隧道施工中，開挖順序?qū)φ麄€隧道的影響要受到偏壓角度、錯臺高度、凈間距等多因素的綜合制約。 (2)通過改變錯臺高度分析發(fā)現(xiàn)，當錯

5、臺高度小于4m時，先開挖右洞較好；當錯臺高度在4m以上時，先開挖左洞對整體穩(wěn)定性較有利。在淺埋隧道的情況下，增大錯臺高度在一定程度上有利于增加隧道的穩(wěn)定性。 (3)隨著凈間距的增大，隧道開挖后的地表沉降和中間巖體的水平位移都呈減小的趨勢，并且隧道間距在2.0D以上時對地表沉降的影響很小。對于間距在2.0D以下的小間距隧道，先開挖右洞產(chǎn)生的地表沉降最大值略大于先開挖左洞的；當間距超過2．0D后，開挖順序?qū)Φ乇沓两档挠绊懸卜浅Ｐ?，?/p>

6、以忽略。 (4)一般說來，對于有錯臺的小間距隧道，當間距較大時(一般大于1.4D)，開挖順序的影響不大，可以按照一般的方法先開挖淺埋一側(cè)的隧道；當間距較小時(通常指0.8D～1.4D之間的)，先開挖左洞優(yōu)越性較好。 (5)隨著錯臺高度、隧道間距或者偏壓角度這些參數(shù)的變化，隧道開挖后的位移值也表現(xiàn)了規(guī)律性的變化。位移隨錯臺高度的變化一般可以擬合為雙曲線y=A+Bx+Cx<'2>，隨隧道間距的變化一般擬合為或者多項式方程y=