隧道緊急停車帶施工工法計(jì)算機(jī)模擬分析及變形預(yù)測研究.pdf

1、當(dāng)前我國大規(guī)模的隧道建設(shè)中，軟弱圍巖隧道緊急停車帶由于斷面大，圍巖性質(zhì)差，在其設(shè)計(jì)與施工過程中存在許多難題，通常表現(xiàn)為圍巖變形大，甚至發(fā)生坍塌等安全事故，主要原因在于隧道圍巖特別是軟弱圍巖的變形機(jī)制、發(fā)展演化規(guī)律等認(rèn)識不足，采取的控制技術(shù)與方法缺乏針對性等。因此，本文綜合運(yùn)用理論分析、數(shù)值模擬和現(xiàn)場實(shí)測等方法，結(jié)合秦嶺Ⅰ號隧道工程實(shí)例，對隧道緊急停車帶的施工工法和圍巖變形的預(yù)測進(jìn)行系統(tǒng)研究，取得了具有一定價(jià)值的研究成果，主要有：

2、　　通過對ANSYS軟件在隧道工程中應(yīng)用現(xiàn)狀的分析，深入研究ANSYS分析隧道開挖過程中單元生死功能的注意事項(xiàng)以及實(shí)現(xiàn)方法，并結(jié)合秦嶺Ⅰ號高速公路隧道，針對該隧道緊急停車帶跨度大、斷面面積大、圍巖類別低的特點(diǎn)，利用計(jì)算機(jī)技術(shù)編制一定程序優(yōu)化了單元的“殺死”和“激活”功能，分別對雙側(cè)壁導(dǎo)坑法和三臺階法情況下的圍巖變形進(jìn)行數(shù)值模擬，得出隧道在兩種工法下的圍巖應(yīng)力重新分布情況，使得巖體開挖和襯砌施加的模擬分析更加符合工程實(shí)際，對類似工程具有一

3、定的指導(dǎo)和借鑒意義。
　　其次，通過對秦嶺Ⅰ號隧道緊急停車帶Ⅱ級圍巖段施工工法的優(yōu)化分析，應(yīng)用改進(jìn)的計(jì)算方法可方便計(jì)算出兩種施工工法隧道圍巖受力和變形情況，計(jì)算結(jié)果表明，三臺階法在圍巖的受力和變形方面要優(yōu)于雙側(cè)壁導(dǎo)坑法，并能較好地避免局部塌方事故的發(fā)生。而從工程造價(jià)和施工工期方面考慮，三臺階法要比雙側(cè)壁導(dǎo)坑法更具優(yōu)越性，最終確定三臺階法作為秦嶺Ⅰ號隧道緊急停車帶的施工方法。
　　最后，將灰色理論的預(yù)測模型應(yīng)用于隧道圍巖變形的