連拱隧道圍巖與支護(hù)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性研究.pdf

1、本文以滬蓉國(guó)道主干線湖北省宜昌(長(zhǎng)江大橋)至長(zhǎng)陽(yáng)(白氏坪)高速公路殷家?guī)r雙連拱隧道工程為背景,采用彈塑性有限元數(shù)值分析和粘彈性理論計(jì)算以及隧道信息化施工現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控量測(cè)的研究方法和技術(shù)手段,對(duì)雙連拱隧道在施工過(guò)程中隧道圍巖與支護(hù)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性進(jìn)行了數(shù)值模擬分析.結(jié)合目前國(guó)內(nèi)外對(duì)雙連拱隧道的研究特點(diǎn)以及國(guó)內(nèi)外對(duì)雙連拱隧道施工方法的現(xiàn)狀,本文針對(duì)中導(dǎo)洞施工左右主洞不同步開(kāi)挖和理想的同步開(kāi)挖法進(jìn)行了較為深入的研究工作.首先,運(yùn)用有限元程序同濟(jì)曙光軟件

2、(GeoFBA-V3.0)對(duì)中導(dǎo)洞施工左右主洞不同步開(kāi)挖法和理想的同步開(kāi)挖法進(jìn)行了動(dòng)態(tài)數(shù)值模擬,計(jì)算了在不同施工工序下圍巖體的應(yīng)力場(chǎng)、洞周位移以及鋼拱架的軸力,尤其對(duì)雙連拱隧道的核心構(gòu)件—中隔墻進(jìn)行了數(shù)值模擬分析,得出了其在不同施工工序下的應(yīng)力圖、洞周位移圖和鋼拱架軸力圖.對(duì)兩種施工方法進(jìn)行了比較,從結(jié)構(gòu)受力的角度認(rèn)為采用的理想的同步開(kāi)挖法方案較優(yōu).但由于左右主洞理想的同步開(kāi)挖的數(shù)值模擬結(jié)果和不同步開(kāi)挖法的數(shù)值模擬結(jié)果較為接近.因此,從

3、施工力學(xué)角度考慮可以采用不同步開(kāi)挖法施工.同時(shí),采用隧道圍巖和支護(hù)相互作用的粘彈性理論解,探討了錨噴支護(hù)隧道圍巖與支護(hù)的應(yīng)力和位移隨時(shí)間變化規(guī)律.通過(guò)圍巖反算出噴層的厚度,并與設(shè)計(jì)進(jìn)行比較,獲得較滿意的結(jié)果.最后,論文對(duì)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控量測(cè)獲得的地表下沉曲線、中隔墻壓應(yīng)力變化曲線、洞周位移變化曲線以及錨桿軸力變化曲線進(jìn)行了分析,并與理論計(jì)算進(jìn)行了比較,驗(yàn)證.通過(guò)有限元計(jì)算和對(duì)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控量測(cè)數(shù)據(jù)的分析,論文得出:地表下沉值很小,中隔墻主要承受結(jié)構(gòu)傳