隧道開挖空間效應(yīng)的數(shù)值模擬.pdf

1、分類號UDC密級學(xué)號1108150877碩士學(xué)位論文碩士學(xué)位論文隧道開挖空間效應(yīng)的數(shù)值模擬隧道開挖空間效應(yīng)的數(shù)值模擬汪彪汪彪學(xué)科門類：類：工學(xué)學(xué)科名稱：稱：水工結(jié)構(gòu)工程水工結(jié)構(gòu)工程指導(dǎo)教師：師：柴軍瑞柴軍瑞教授教授申請日期：期：2014年3月隧道開挖空間效應(yīng)的數(shù)值模擬汪彪西安理工大學(xué)摘要1論文題目：論文題目：隧道開挖空間效應(yīng)的隧道開挖空間效應(yīng)的數(shù)值模擬數(shù)值模擬學(xué)科學(xué)科名稱名稱：水工結(jié)構(gòu)工程：水工結(jié)構(gòu)工程研究生：生：汪彪簽名：名：指導(dǎo)教師

2、：指導(dǎo)教師：柴軍瑞柴軍瑞教授教授簽名：名：許增光許增光講師講師簽名：名：摘要新奧法隧道施工中，為確定合理的支護時機，設(shè)計人員需要知道隨開挖面推進時，圍巖變形的發(fā)展規(guī)律。由于空間效應(yīng)的作用，圍巖位移將是一個逐漸收斂的過程，對空間效應(yīng)的研究有助于設(shè)計人員對圍巖變形更好的預(yù)測，為工程設(shè)計提供參考。本文借助有限元分析軟件ADINA建立數(shù)值分析模型，以縱剖面變形曲線來反映隧道開挖中的空間效應(yīng)。通過計算分析了不同開挖工法和開挖條件對隧道縱剖面變形曲

3、線的影響規(guī)律，開挖工法方面包括不同開挖方式、不同臺階長度、不同開挖進尺、不同支護條件及錨桿作用；開挖條件方面，考慮了不同隧道埋深、不同隧道半徑、不同斷面形狀、不同彈性模量、不同泊松比以及軟弱破碎層的影響，最后依托于兩河口隧道工程，對工程中的空間效應(yīng)進行了分析，本文主要取得的主要成果如下：（1）在開挖面推進到觀測斷面以前，圍巖已經(jīng)產(chǎn)生了前期位移量，圍巖主要的變形量發(fā)生在監(jiān)測斷面被開挖后的一定距離內(nèi)，超過該距離后，隧道變形逐漸穩(wěn)定；隧道變形

4、穩(wěn)定距離受隧道半徑R的影響最大，變形穩(wěn)定距離的長度約為4R。（2）開挖對圍巖擾動的次數(shù)越多，圍巖所需穩(wěn)定距離越大，支護施作時機越晚，對位移的約束作用越小，在沒有施作支護的條件下，圍巖完全依靠自身的承載能力來承受隧道的變形，此時隧道徑向位移最大。（3）半徑增大引起的隧道位移量的增加主要發(fā)生在該斷面開挖過后，側(cè)壓力系數(shù)增大時，圍巖受開挖變形的影響會有減?。籝.L.Lee公式能較好描述開挖以前的隧道縱剖面變形曲線，Pa公式能更好地描述監(jiān)測面被