浅埋偏压软岩隧道数值模拟及方案比选.pdf

《浅埋偏压软岩隧道数值模拟及方案比选.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、2011年第38卷第1期探矿工程(岩土钻掘工程)77浅埋偏压软岩隧道数值模拟及方案比选程旭东，秦鹏举(中国石油大学(华东)储运与建筑工程学院，山东青岛266555)摘要：围岩的应力应变是分析隧道开挖中围岩稳定性的重要依据。目前比较成熟的隧道施工力学方法主要是对隧道开挖过程进行数值模拟。通过大型有限元软件ANSYS，计算了不同埋深、不同坡度角、不同覆盖层厚度条件下，马鞍形浅埋偏压软岩隧道围岩的应力应变，分析其规律并进行方案比选，确定了此类隧道比较合理的设计方案。分析结果表明：以2倍洞径的埋深作为偏压隧道深埋或浅埋的判断依据是合理的；在保证围岩稳定不发生片帮冒顶的前提下，减小埋深和覆盖层

2、厚度是比较合理的；隧道内壁各点的应力应变规律可以为隧道开挖中支护结构参数的选取提供参考。关键词：浅坪偏；软岩隧道；数值模拟；方案比选中图分类号：U45文献标识码：A文章编号：1672—7428(2011)【)l一0077—04NumericalSimulationandSchemeComparisonofShallowandUnsymmetricalTunnelinSoftRock／CHENGXu—dong，QINPeng-ju(CollegeofTranspurt＆StorageandCivilEngineeringinChinaUniversityofPetroleum，Qing

3、daoShan一(1ong266555，China)Abstract：Stress-strainofsurroundingrockisanimportantfoundationforanalyzingthestabilityoftunnelexcavation．Theiliaturetunnelnlechanicsismainlytonumericallysimulatethetunnelexcavationatthepresent．Inthispaper，withlargefi—niteelements0ftwaFeANSYS．stress—strainofsurroundingr

4、ockofthesaddle—shapedshallowtunnelexcavationinsoftrockofdiferentdepth，slopeangleandcoveringlayerthicknessarecalculatedandanalyzed，thelawsareeduced，theschemesiscomparedandthereasonableschemeisconfirmed．Theresultsshowthat：itisreasonablefor2timesofthetunneldepthasthejudgmentofdeeporshallowunsymmet

5、ricaltunnel；itisreasonabletoreducethedepthandcoveringlayerthicknessontheconditionthatsmToundingrockisstablewithoutwallspallingandroofcaving．Thelawsofstress—strainofthesur-roundingrockinternalwallinthetunnelexeavationmayprovidereferencetoselectionofthesuppoflingstructureparameter．Keywords：shallo

6、wandunsymmetrical；softrocktunnel；numericalsimulation；schemecomparison0引言限元软件ANSYS对浅埋偏压软岩单孔隧道的围岩隧道工程建设中，在隧道洞口或穿越不对称地应力应变进行数值模拟与方案比选，为隧道设计和形，往往出现隧道结构两面埋深发生变化的偏压现支护结构参数选取提供依据。象如果这种偏压现象出现在Ⅲ、Ⅳ、V级的软岩中，轻则使拱圈发生不对称变形，重则会导致隧道塌1浅埋偏压软岩隧道的主要特点陷，影响着隧道围岩的稳定性。隧道施工过程中的由于线路、地形地貌、地质条件等的限制，穿越围岩稳定性还与围岩的地质构造、岩性、岩石强度

7、、浅埋偏压软弱岩体修建的隧道工程增多。如深圳大隧道掘进方向与岩层之间关系、隧道开挖尺寸大小、梅沙隧道、浙江昱岭关隧道和广东旦架哨隧道等洞隧道施工支护等密切相关，其主要分析方法有解口处均是浅埋偏压软岩地质。以上隧道工程最小覆析方法和有限元方法。力学解析方法主要是解椭圆盖层不足3121，而洞径均在10111以上。根据《公路形和圆形隧道在弹性体、粘弹性体等比较理想条件隧道设计规范》(JTG70—2004)中深、浅埋隧道分下的解析解，应用很有限，并且主要应用于求解