連拱隧道圍巖與支護結構穩(wěn)定性研究.pdf

1、本文以滬蓉國道主干線湖北省宜昌(長江大橋)至長陽(白氏坪)高速公路殷家?guī)r雙連拱隧道工程為背景,采用彈塑性有限元數值分析和粘彈性理論計算以及隧道信息化施工現(xiàn)場監(jiān)控量測的研究方法和技術手段,對雙連拱隧道在施工過程中隧道圍巖與支護結構穩(wěn)定性進行了數值模擬分析.結合目前國內外對雙連拱隧道的研究特點以及國內外對雙連拱隧道施工方法的現(xiàn)狀,本文針對中導洞施工左右主洞不同步開挖和理想的同步開挖法進行了較為深入的研究工作.首先,運用有限元程序同濟曙光軟件

2、(GeoFBA-V3.0)對中導洞施工左右主洞不同步開挖法和理想的同步開挖法進行了動態(tài)數值模擬,計算了在不同施工工序下圍巖體的應力場、洞周位移以及鋼拱架的軸力,尤其對雙連拱隧道的核心構件—中隔墻進行了數值模擬分析,得出了其在不同施工工序下的應力圖、洞周位移圖和鋼拱架軸力圖.對兩種施工方法進行了比較,從結構受力的角度認為采用的理想的同步開挖法方案較優(yōu).但由于左右主洞理想的同步開挖的數值模擬結果和不同步開挖法的數值模擬結果較為接近.因此,從

3、施工力學角度考慮可以采用不同步開挖法施工.同時,采用隧道圍巖和支護相互作用的粘彈性理論解,探討了錨噴支護隧道圍巖與支護的應力和位移隨時間變化規(guī)律.通過圍巖反算出噴層的厚度,并與設計進行比較,獲得較滿意的結果.最后,論文對現(xiàn)場監(jiān)控量測獲得的地表下沉曲線、中隔墻壓應力變化曲線、洞周位移變化曲線以及錨桿軸力變化曲線進行了分析,并與理論計算進行了比較,驗證.通過有限元計算和對現(xiàn)場監(jiān)控量測數據的分析,論文得出:地表下沉值很小,中隔墻主要承受結構傳