基于現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)圍巖壓力的偏壓隧道結(jié)構(gòu)和開(kāi)挖方式優(yōu)化研究.pdf

1、隨著我國(guó)高速公路的快速發(fā)展，公路隧道越來(lái)越多，在隧道施工過(guò)程中，洞室周?chē)膸r體發(fā)生應(yīng)力重分布，當(dāng)這種重分布的應(yīng)力超過(guò)圍巖強(qiáng)度極限時(shí)，會(huì)造成圍巖失穩(wěn)破壞，所以在施工過(guò)程中支護(hù)結(jié)構(gòu)受力狀態(tài)研究和圍巖穩(wěn)定性評(píng)價(jià)非常重要。在隧道施工過(guò)程中，不同的開(kāi)挖方式在施工的安全性、經(jīng)濟(jì)性和工期上差別較大，所以開(kāi)挖方式的優(yōu)化選擇對(duì)隧道施工有重要意義。現(xiàn)場(chǎng)對(duì)圍巖壓力進(jìn)行監(jiān)測(cè),對(duì)圍巖壓力的時(shí)空分布規(guī)律進(jìn)行分析。基于現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)圍巖壓力，根據(jù)荷載結(jié)構(gòu)法原理利用ANSY

2、S軟件對(duì)不同二襯厚度下隧道襯砌結(jié)構(gòu)受力和變形特性進(jìn)行數(shù)值模擬分析；根據(jù)地層結(jié)構(gòu)法原理利用ANSYS軟件模擬隧道不同的開(kāi)挖方式，并對(duì)不同工況進(jìn)行對(duì)比取優(yōu)。
　　本文通過(guò)監(jiān)測(cè)、計(jì)算及分析，得到了以下主要結(jié)論：⑴實(shí)測(cè)圍巖壓力與地形之間具有較為一致的對(duì)應(yīng)性，埋深大處壓力大，埋深小處壓力小，圍巖壓力受地形的影響顯著。⑵五級(jí)圍巖實(shí)測(cè)圍巖壓力最大值占設(shè)計(jì)值的比例不到7％。按照規(guī)范確定的圍巖壓力進(jìn)行設(shè)計(jì)的襯砌結(jié)構(gòu)具有過(guò)大的安全儲(chǔ)備。⑶軸力引起的應(yīng)

3、力在二襯各個(gè)部位相差不大。彎矩引起的應(yīng)力在二襯各個(gè)部位變化比較大。彎矩引起的二襯內(nèi)側(cè)應(yīng)力值與彎矩引起的二襯外側(cè)應(yīng)力值大小相等方向相反。二襯總應(yīng)力主要由彎矩引起的應(yīng)力控制。隨著厚度的變化，二襯外側(cè)總應(yīng)力在左側(cè)拱腳與左側(cè)拱腰之間逐漸減??；在左側(cè)拱腰與拱頂中部之間逐漸增大；在拱頂中部與右側(cè)拱肩之間逐漸減??；在右側(cè)拱肩到右側(cè)拱腳之間逐漸減小。⑷偏壓隧道在選擇雙側(cè)壁導(dǎo)坑法和環(huán)形開(kāi)挖預(yù)留核心土法施工方案時(shí)，優(yōu)先考慮雙側(cè)壁導(dǎo)坑法。當(dāng)選擇雙側(cè)壁導(dǎo)坑法施