寒風埡隧道施工力學響應與穩(wěn)定性的數(shù)值模擬分析.pdf

1、本文結(jié)合寒風埡隧道的實際施工情況，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，對寒風埡隧道在特殊地質(zhì)條件下的整個施工開挖和支護過程中的圍巖與支護結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性進行了數(shù)值模擬計算與分析，并與實際的施工情況相對照，分析歸納了圍巖及其支護結(jié)構(gòu)受力變形規(guī)律，指出了施工過程中的圍巖變形趨勢、初期支護的受力特性以及對二次襯砌的長期穩(wěn)定性進行了分析，并指

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

3、壞。 ③在二次襯砌長期穩(wěn)定性方面，由于圍巖的流變，導致了二次襯砌隨著時間的增長，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)過一段的時間流變后，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)對隧道襯砌結(jié)構(gòu)設計