并行引水隧洞衬砌以与围岩的应力、变形分析

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3、为了隧洞工程建设发展的新方向，小间距隧洞的岩柱厚度一般是处于连拱隧洞和双线并行隧洞之问的，其宽度要小于1．5倍的隧洞开挖断面。如果在工程实际中完全地按照规范规定的隧洞间的最小间距来设计，那么由于受到地质地貌条件和工程线路等条件的约束限制，隧洞工程设计与所带来的隧洞选线、土地征用、环境保护、移民安置等多方面的矛盾就会日益的突出。因此，实际工程隧洞的间距小于规范规定的最小间距的小间距隧洞将成为现代隧洞工程的必然选择。由于小间距隧洞的间距小，中间岩柱厚度远比普通双洞隧洞要小，隧洞围岩稳定和衬砌受力稳定主要受中间岩柱稳定性的影响。因此，选择合理的洞轴线间距，但不必采用过多的工程措施来加固中间岩柱和增

4、加衬砌的厚度来保证稳定性，已成为小间距隧洞研究的重点和难点之一。本文结合实际的引水隧洞工程，以某引水隧洞工程为研究对象。根据实际工程地质条件，采用弹塑性本构关系，建立三维有限元模型。对并行引水隧洞的衬砌、围岩、中间岩柱在各个运行工况下的全过程进行数值仿真模拟。首先研究ANSYS中三维有限元分析方法在双洞隧洞开挖过程中的应用；研究隧洞分析中的材料和围岩稳定理论、方法和实施技术。其次建立双洞隧洞整体有限元模型，模拟开挖过程，对双洞隧洞在开挖过程中进行三维有限元应力、位移计算分析。接着采用强度折减有限元法分析隧洞围岩结构的稳定性，绘制不同间距下衬砌位移应力变化曲线，研究在不同间距条件下围岩稳定和衬

5、砌应力的影响。通过有限元计算分析得出，隧洞衬砌整体应力满足设计规范规定的应力控制标准。在众多影响围岩稳定和衬砌受力的因素中，本文重点对围岩压力、地下外水、内水压力、灌浆压力、洞径间距、衬砌厚度对围岩稳定的影响进行了分析与讨论。分析在相同衬砌厚度、不同洞径间距条件下，隧洞围岩和衬砌的应力场和变形场的变化规律。本文希望对充分了解合理洞径间距提供计算依据。关键词：并行隧洞；三维有限元；ANSYS；围岩稳定性；衬砌应力西安理工大学硕士学位论文Title=ANALYSISONSTRESSANDDEFORMATIONOFLININGANDTHESURROUNDINGROCKFORPARALLELTUNN

6、ELMajor=HydraulicStructureEngineeringName=LIPengchongSupervisor=Prof．LIShouyiAbstractSignature．鱼翟蝤Signa”e：丝丝些Tunnelengineeringconstructionanddevelopmenthasalonghistory．Inrecentyearssmallintervaltunnelisthenewtrendofdevelopmentoftunnelengineering．Therockpillarsofsmallintervaltunnelisbetweenthemulti—

7、archtunnelandparalleltunnel．Ingeneral，Lessthan1．5timesthewidthofthecrosssectionoftunnelexcavation．Constraintbygeologicalandgeomorphologicalconditionsandengineeringlinecondition，ifinthepracticalengineeringco