深埋大断面公路隧道开挖方法数值模拟分析

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1、第40卷，第3期公路工程Vo1．40，No．32015年6月HighwayEngineeringJun．，2015深埋大断面公路隧道开挖方法数值模拟分析陈雪峰，姚晨晨，赵杰(大连大学土木工程技术研究与开发中心，辽宁大连116622)[摘要]依托大连南部滨海大道东端桥隧建设工程，利用大型有限差分软件FLAC3D建立三维公路隧道模型，分别采用三台阶预留核心土法、导洞法、单侧壁导坑法和双侧壁导坑法模拟深埋大断面公路隧道的开挖过程，详细分析隧道开挖支护后围岩的位移场、应力场、锚杆轴力和塑性区分布。数值模拟结果表明：

2、综合比较4种开挖方法，双侧壁导坑法开挖过程位移变化和锚杆受力最小，受力更加均匀，塑性区分布范围较小，更有利于维持围岩的稳定性。最终确定双侧壁导坑法为该工程较合理的开挖方法，为类似的大断面公路隧道的设计和施工提供了必要的参考依据。[关键词]大断面；公路隧道；开挖方法；数值模拟；双侧壁导坑法[中图分类号】U455．4[文献标识码】A[文章编号]1674-0610(2015)03—0152一O5SimulatingAnalysesforExcavationMethodsofDeepBuriedLarge·sect

3、ionHighwayTunnelsCHENXuefeng，YAOChenchen，ZHAOJie(DalianUniversityR&DCenteroftheCivilEngineeringTechnology，Dalian，Liaoning116622，China)[Abstract]BasedonthebridgeandtunnelconstructionprojectlocatedineasternofBinhairoad，southofDalian，finitedifferencesoftwareF

4、LAC3Disutilizedtoestablishthree·dimensionalnumericalmodels．Differentconstructionmethodsareusedtosimulatehighwaytunnelexcavationprocesses，whichincludetriple·benchwithreservedcoremethod，pilotheadingmethod，singlesideheadingmethodanddoublesidedriftmethod．Thedi

5、splacementfield，stressfieldandtheboltaxialforceofthetunnelareana—lyzedafterexcavationandsupport．Comprehensivecomparisonoffourkindsofexcavationmethods，numer·icalsimulationresultsshowthatdoublesidedriftmethodismoreconducivetothestabilityofsurroundingrockofma

6、intenance．Owingtothesmallestdisplacementandaxialforcesofbolts，plasticzonedistributionrangeandmoreuniformforce，doublesidedriftmethodiSdefinitelydeterminedtothemostreasonableex-cavationmethodfortheproject．Thenecessaryreferenceisprovidedforthedesignandconstru

7、ctionofsimilarlargesectionhighwaytunnels．[Keywords]largesection；highwaytunnel；excavationmethods；numericalsimulation；doublesidedriftmethod先是确定所采用的开挖方法。由于岩体介质的相对1概述复杂性，各类围岩与支护的受力会随开挖方法的不深埋大断面公路隧道由于埋深增大，地应力进同而变化。判断围岩稳定性的方法有模型实验、原一步增加，考虑施工期间诸多复杂工序的互相影响位实验、工程类比

8、、数值分析等，其中数值分析法是和围岩的不断扰动以及支护衬砌之间的非同步施工最适合分析隧道施工的方法⋯，目前采用有限元或等因素，结构将承受更大的围岩压力，从而导致动态有限差分等技术来模拟隧道的开挖施工过程在工程施工力学行为非常复杂，围岩极易发生失稳乃至坍中得到广泛的使用。刘长祥，吕常新用PLAXIS塌的危险。修建深埋大断面公路隧道的关键问题首有限元软件分析杭新景高速公路设岭隧道，模拟了[收稿13期]2014-03-