浅埋偏压大断面隧道施工力学分析.pdf

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1、DOI：10．3969／j．issn．1672-4011．2013．02．068浅埋偏压大断面隧道施工力学分析刘欢1，程勇2，刘成1，孙文涛1，李军杰1(1．西华大学建筑与土木工程学院，四川成都610039；2．贵州路桥集团有限公司，贵州贵阳550001)摘要：针对某大断面公路隧道洞口浅埋偏压段采用CRD法进行施工，利用ANSYS有限元分析软件，对隧道的开挖过程进行了数值模拟，重点分析了地层的沉降、临时支护和初期支护的内力随开挖过程的变化情况。结果表明：采用CRD法施工，围岩应力呈不对称分布，以拱肩、拱脚和临

2、时支护与永久支护结合处较大；深埋侧的拱肩、拱脚和地表的位移量都较浅埋侧大。关键词：浅埋偏压隧道；大断面；CRD法；支护中图分类号：U451文献标志码：A文章编号：1672—401l(2013)02—0143—03AnalysisonConstructionMechanicsofShallow．UnsymmetricalLoadingTunnelWithLargeCross．SectionHUHuanl，CHENGYort92，ⅡJun一弦1，SUNWema01，LIJunjiel(1．SchoolofArch

3、itecturalandCivilEngineering，鼢I‘口Universi—ty，Chengdu610039，China；2．GuizhouRoad＆BridgeGroupcD．砚Guiyang550001，China)Abstract：Thenumericalsimulationofconstructionme-ehanicsWaSstudiedforshallow—unsymmetricalloadingtunnelwithlargecross—sectionwhichconstructedbyC

4、RDmethodu—singtheANSYSfiniteelementanalysissoftware．Thedisplace-mentofstrataandtheinternalforceoftemporarysupportandpri—marysupportwerean8lyzedandcomparedforexcavatingSe-quences．TheresultsshowthatthestressofsurroundingrockisaSymmetric璐iIIgCRDmethod，whichisg

5、reateratthezoneofspandrel、skewbackandthejointbetweentemporarysupportandprimarysupport．AlsoitpointsthatthedisplaCementofspan·drel、skewbackandstrataisgreateratthedeepsideofthetun-nel．Keywords：shallow—unsymmetricallo艇lingtunnel；largecD088一section；CRDmethod；sup

6、port0前言受地形偏压、地质偏压和施工偏压的影响，近年来公路、铁路以及地铁等不仅在断面上要求越来越大，而且穿越的地质条件也越来越复杂⋯。本隧道洞口段正是处于地形偏压地段，且埋深较浅，围岩较弱，属软岩地层。因此，要在偏压软岩条件下修建大断面隧道，其支护结构及围岩的稳定性成为施工的关键。作者简介：刘欢(1988一)，男，四川自贡人，项士，研究方向：建筑工程。霍卫华心。用ANSYS有限元软件对在软岩中修建的深圳大梅沙隧道，在采用双侧壁导坑法施工过程中围岩和支护结构的受力进行了模拟分析，得出了一些有用的结论。晏启祥

7、等H1以都汶高速某小净距隧道为背景，用三维快速差分软件，对软岩隧道的施工特性及其动态力学行为进行了研究，分析了锚杆轴力、喷射混凝土层弯矩随开挖顺序的变化以及洞周围岩的变形和应力情况。史赵鹏Ho结合郑西铁路客运专线，对偏压超浅埋大断面黄土隧道施工技术做了研究，提出了一些有用的参考意见。本文区别于上述研究的地方在于是在给定的施工方法下，来分析地层的沉降、临时支护和初期支护的内力随隧道开挖过程的变化情况，因此，对同类工程的建设具有很大的现实意义。该工程洞口段以块石土、砂岩和泥质砂岩为主。隧道埋深3．8m，高11．8

8、m，跨度为14．9m，呈扁平状结构，采用CRD法进行施工，隧道断面及施工顺序图见图1，计算模型见图2。模型尺寸为160×60(m)(长×宽)，侧面和底面为位移边界，左右边界水平位移约束，底部竖向位移约束，上部取至地表。采用Plane42平面单元模拟土体，采用Beam3梁单元模拟初期支护和临时支护。根据隧道围岩特征，数值模拟采用弹塑性本构模型、Molar—Coulomb屈服准则以及大应变变形模式，由围