復(fù)雜條件下連拱隧道信息化施工及數(shù)值模擬研究.pdf

1、我國高等級公路建設(shè)中,在特殊地質(zhì)及地形條件受限制的地區(qū),為了獲得良好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果,大量選擇了連拱隧道方案。但連拱隧道所處位置地質(zhì)條件復(fù)雜、跨度大、開挖擾動頻繁和結(jié)構(gòu)復(fù)雜不穩(wěn)定。在連拱隧道洞口邊坡偏斜地段,往往出現(xiàn)一側(cè)無法形成洞室,另一側(cè)可以進(jìn)行暗洞開挖的現(xiàn)象。為了避免高挖深填,保護(hù)自然環(huán)境,還需選擇特殊的結(jié)構(gòu)形式一半隧半路結(jié)構(gòu)。 本文以常吉高速公路殿會坪隧道工程為依托,在偏壓連拱隧道典型斷面進(jìn)行了收斂位移、拱頂下沉、圍巖內(nèi)部位

2、移、錨桿軸力、地表沉降等項目測試；對于半隧半路結(jié)構(gòu),在典型斷面進(jìn)行了收斂位移、圍巖內(nèi)部位移、錨桿軸力、地表沉降、二襯應(yīng)力和耳墻水平位移及應(yīng)力測試,獲得了圍巖位移和支護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)力分布規(guī)律,為現(xiàn)場施工提供指導(dǎo)。基于實測圍巖位移數(shù)據(jù),應(yīng)用反分析方法,并結(jié)合室內(nèi)巖石力學(xué)試驗確定巖體c、等力學(xué)參數(shù)。采用數(shù)值模擬方法分析比較了偏壓連拱隧道中導(dǎo)洞-臺階法和三導(dǎo)洞-臺階法施工過程中隧道圍巖、支護(hù)結(jié)構(gòu)和中墻的應(yīng)力場、位移場的異同,得出三導(dǎo)洞-臺階法是復(fù)雜條

3、件下連拱隧道合理的施工方案。首次將地形偏壓率引入半隧半路特殊隧道,采用有限元數(shù)值模擬方法研究了隧道在不同了偏壓率P(分別為7、4和2.5)時,各施工階段圍巖應(yīng)力場、位移場以及支護(hù)結(jié)構(gòu)和耳墻的位移、應(yīng)力分布規(guī)律。重點分析了耳墻應(yīng)力分布規(guī)律,得出耳墻外側(cè)拉應(yīng)力較大的結(jié)論,設(shè)計施工時應(yīng)防止耳墻外側(cè)混凝土發(fā)生拉裂破壞。綜合考慮半隧半路結(jié)構(gòu)安全和穩(wěn)定性要求,得出1:1是比較合適的邊坡坡度(即P=4)的結(jié)論,驗證了實際工程的設(shè)計合理性?；谄珘哼B拱