隧道開(kāi)挖空間效應(yīng)的數(shù)值模擬.pdf

1、分類號(hào)UDC密級(jí)學(xué)號(hào)1108150877碩士學(xué)位論文碩士學(xué)位論文隧道開(kāi)挖空間效應(yīng)的數(shù)值模擬隧道開(kāi)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(qǐng)日期：期：2014年3月隧道開(kāi)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(kāi)挖空間效應(yīng)的隧道開(kāi)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(hù)時(shí)機(jī)，設(shè)計(jì)人員需要知道隨開(kāi)挖面推進(jìn)時(shí)，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(gè)逐漸收斂的過(guò)程，對(duì)空間效應(yīng)的研究有助于設(shè)計(jì)人員對(duì)圍巖變形更好的預(yù)測(cè)，為工程設(shè)計(jì)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(lái)反映隧道開(kāi)挖中的空間效應(yīng)。通過(guò)計(jì)算分析了不同開(kāi)挖工法和開(kāi)挖條件對(duì)隧道縱剖面變形曲

3、線的影響規(guī)律，開(kāi)挖工法方面包括不同開(kāi)挖方式、不同臺(tái)階長(zhǎng)度、不同開(kāi)挖進(jìn)尺、不同支護(hù)條件及錨桿作用；開(kāi)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(duì)工程中的空間效應(yīng)進(jìn)行了分析，本文主要取得的主要成果如下：（1）在開(kāi)挖面推進(jìn)到觀測(cè)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(cè)斷面被開(kāi)挖后的一定距離內(nèi)，超過(guò)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(zhǎng)度約為4R。（2）開(kāi)挖對(duì)圍巖擾動(dòng)的次數(shù)越多，圍巖所需穩(wěn)定距離越大，支護(hù)施作時(shí)機(jī)越晚，對(duì)位移的約束作用越小，在沒(méi)有施作支護(hù)的條件下，圍巖完全依靠自身的承載能力來(lái)承受隧道的變形，此時(shí)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(kāi)挖過(guò)后，側(cè)壓力系數(shù)增大時(shí)，圍巖受開(kāi)挖變形的影響會(huì)有減??；Y.L.Lee公式能較好描述開(kāi)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(cè)面被