基于FLAC3D动态分析隧道开挖对边坡稳定性的影响

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1、第35卷，第4期Vo1．35．No．42010年8月Aug．，2010基于FLAC3D动态分析隧道开挖对边坡稳定性的影响钟浩(湖南省交通规划勘察设计院，湖南长沙410008)[摘要]隧道工程的开挖，在开挖区周围岩土体的应力重新进行分布，开挖区的应力释放及变形对边坡的稳定性造成影响。基于现场监控量测的结果，以关口垭隧道YK74+450断面为研究对象，基于FLAC”动态分析隧道开挖过程中隧道开挖对边坡稳定性的影响规律。【关键词]隧道；边坡；FLAC；动态分析[中图分类号]U416．14[文献标识码]B[文章编号]1674—0610(2010)

2、04—0147—03rtDynamicAnalysisonInfluenceofTunnelExcavationonSlope“StabilityBasedonFLACDw路町ZHoNGHao【工](HunanProvincialCommunicationsPlanning，Survey&DesigneInstitute，Changsha，Hunan410008，工eChina)e程g[Keywords]TunnelSlope；FLAC如；DynamicAnalysis当先开挖边坡或者存在自然的边坡(假定此时高速公路平原微丘区标准设计，隧

3、道建筑限界按边坡是稳定的)，由于隧道工程的开挖，在开挖区周100km／h确定。净宽11．10m、净高7．10m，行车围岩土体的应力重新进行分布，开挖区的变形也还道(含路缘带)宽8．5m，检修道宽0．75m。没有趋于稳定，因此必须考虑开挖区的应力释放及关口垭隧道位于桃源县热市镇夏家坳村姜家湾变形对边坡的影响。祁生文提出盘石头水库泄组，为长期风化剥蚀的丘陵地貌区。区内冲沟发育，洪洞、导流洞进出口高边坡的破坏模式，利用定性定冲沟走向以北西向为主，次为北东向。隧道的常德量多种方法对边坡在各种工况条件下的稳定性进行方向洞口轴线与地形等高线呈20。～

4、30。斜交，在了评价；徐卫亚利用FLAC模拟了引水隧洞、大Zk74+050～Zk74+140隧道上方南侧及隧道张家坝生成以及水库蓄水等对高边坡的应力、变形状况界方向洞口处地形切割深度较大，地形陡峻，为“V”和稳定性的影响；缪荣辉对某隧道口山体蠕滑的字型沟谷，与隧道轴线正交或大角度斜交，左线隧道预应力锚索加固进行了三维弹塑性有限元分析；朱在右线隧道南侧；洞口轴线与地形等高线正交。场合华利用三维有限元计算了隧道施工中洞口边地内山体总体延向约130。，隧道轴线通过地段地面标仰坡的稳定性，分析了边坡的破坏失稳机理，提出需高为198．80～258．

5、84m，相对高差约60m，地形坡度加强隧道口边坡现场监测的建议；本文基于约15。～45。。山坡植被发育，局部可见基岩出露。FLAC，结合现场监测动态地分析地下开挖过程中隧道围岩为志留系下统岩层。地层由新至老依边坡变形的规律及其对边坡稳定性的影响。次为：①第四系全新统(Qh)地层，包含种植土、填筑土、亚粘土、含砾亚粘土；②志留系下统(St)地1工程概况层，包含页岩、构造角砾岩、压碎岩。常德至张家界高速公路关口垭隧道为常张高速2地表变形规律第1OA合同段主体工程之一，为双洞公路隧道，左洞位于常张高速公路左线Zk73+580～Zk74+460，

6、隧道开挖过程地表沉降随开挖面向前推进的时右洞位于右线Yk73+780～Yk74+480。本隧道按空效应而变化。对浅埋深、复杂围岩段的地表沉降[收稿日期]2010—03—29[作者简介]钟浩(1968一)，男，湖南醴陵人，高级工程师，主要从事公路勘察设计科研工作。第4期钟浩：基于FLAC动态分析隧道开挖对边坡稳定性的影响149分别在Yk74+450监测断面的地表设置7个跟距中桩距离／m踪点，其位置与现场监测点一致，用于监测隧道开挖12—10—8—6—4—202468l012昌过程中地表的沉降和水平位移，另外在Yk74+460、皇j鹫一dYk

7、74+440两个监测断面中桩点位置设置发了2个逝一6—8跟踪点，主要用于监测地表的水平位移。3．4计算模型嚣考虑先有边坡，再进行隧道的开挖所建立的FLAC计算模型是三维的。FLAC软件计算的单元网格为六面体单元，由FLAC自动剖分，在图5—16图S隧道开挖到Yk744-435位置时的计算模型中共有45641个节点，42912个单元，地表沉降计算值与实测值对比选择摩尔一库伦弹塑性模型进行计算，将被开挖掉距中桩距离／m的部分赋予零模型。一12一l0—8—6—4—2024681012暑3．5计算结果及分析吕＼一53．5．1Yk74+450监测断

8、面地表沉降分布世—1O娉经计算，隧道开挖到Yk74+435、Yk74+410等士噼2个断面时，Yk74+450断面的地表沉降分别见图《薰3、图4。图6隧遭开挖到Yk74+410位置时地表沉降计