隧道的流變效應(yīng)及施工模擬分析.pdf

1、隨著我國城市建設(shè)事業(yè)的發(fā)展，越來越多的城市隧道工程投入建設(shè)。由于受場地和地質(zhì)條件等因素的限制，一些新建隧道與已有隧道之間的設(shè)計距離較小，施工容易導(dǎo)致已有隧道結(jié)構(gòu)破壞、影響安全運營，并影響新建隧道的安全施工。因此，需要對隧道施工過程進(jìn)行模擬分析，對鄰近既有隧道的運營安全及新建隧道的施工安全進(jìn)行分析研究。 該文在查閱大量相關(guān)論文以及借鑒前人研究成果的基礎(chǔ)上，首先對隧道開挖的平面有限元彈性分析與考慮時效的平面有限元流變分析進(jìn)行比較，分

2、別就淺埋和深埋兩類隧道的開挖施工進(jìn)行分析。研究結(jié)果表明，考慮巖土材料流變性質(zhì)后，隧道施工擾動的影響范圍顯著增大；流變參數(shù)敏感地影響地表沉降、襯砌變形、襯砌徑向和切向應(yīng)力以及圍巖應(yīng)力釋放等達(dá)到穩(wěn)定所需的時間。根據(jù)分析結(jié)果，解釋了流變效應(yīng)導(dǎo)致隧道襯砌出現(xiàn)開裂的原因，指出隧道使用一段時間后襯砌出現(xiàn)開裂甚至破壞的一個主要原因是現(xiàn)有設(shè)計中未考慮時效因素的結(jié)果。 其次，對三維交叉隧道的掘進(jìn)施工進(jìn)行模擬分析。針對垂直交叉隧道開挖掘進(jìn)的不同工況

3、，通過對地表沉降、襯砌變形、洞室移動、洞周土體塑性區(qū)變化以及交叉隧道之間的施工影響等方面的數(shù)值計算和分析比較，確定對控制變形較為有利、施工安全性高的工況，同時強調(diào)監(jiān)測控制的必要性。 最后，聯(lián)系實際工程情況，指出兩種不利的開挖工況，即同時掘進(jìn)和增加每次掘進(jìn)距離的兩種不利工況；從地表沉降、洞室位移、洞周土體塑性區(qū)等分析結(jié)果的分析，將兩種不利工況與普通工況進(jìn)行分析比較，闡明了嚴(yán)格控制隧道掘進(jìn)速度、避免交叉隧道同時開挖的安全施工的結(jié)論。