三联拱隧道施工三维数值模拟

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1、第25卷第1期长安大学学报(自然科学版)Vol.25No.12005年1月JournalofChang'anUniversity(NaturalScienceEdition)Jan.2005文章编号:1671-8879(2005)01-0048-03双连拱隧道施工过程的三维数值模拟胡庆安，夏永旭，王文正(长安大学桥梁与隧道陕西省重点实验室，陕西西安710064)摘要:研究了双连拱隧道施工过程中左右洞施工的相互影响、中墙的变形及其控制问题。其方法为将隧道施工工序分为20步;利用ANSYS程序对隧道的围岩、中墙的变形、受力变化过

2、程进行了三维有限元仿真分析，得到了右洞开挖对左洞围岩位移的影响范围约为开挖面前后3B(B为单洞开挖跨度，为12m)。右洞施工时，开挖面后方的中墙产生整体向左的偏转，墙身中部向左侧鼓出，基部右趾向上抬起。中墙侧的回填有效地抑制了中墙的变形，所以施工时中墙侧必须回填密实。为了控制中墙的变形，两开挖面间距应小于2.5B-3.0B.关键词:隧道工程;双连拱隧道;施工;中墙;变形;三维分析中图分类号:U455文献标识码:A3Dnumericalsimulationondouble-archtunnel，sconstructionpro

3、cessHUQing-an,XIAYong-xu,WANGWen-zheng(KeyLaboratoryforBridgeandTunnelofShaanxiProvince,Chang'anUniversity,Xi'an710064，China)Abstract;Withthree-dimensionalmodel,thispapersimulatesthespatialeffectofdouble-archtunnel’sconstruction,analyzesthetransactionbetweentheleft

4、tunnelandtherighttunnel，andstudiesthedeformationandstabilityofmid-partition.Theregionofthelefttunnelaffectedbytheexcavationoftherighttunnelis3B(Bistheexcavationspanofrighttunnel,B=12m)infrontofandatthebackofexcavatingface.Duringtheconstructionoftherighttunnel，themi

5、d-partitionbehindtheexcavatingfacedeflectstotheleftasawhole,themiddlepartofthemid-par-titionbulgestotheleftandtherighttoerises.Thebackfillontheleftofmid-partitionpreventsitfromdeformingeffectively,sothequalityofitshouldbeguaranteedduringconstructionprocess.Distance

6、betweenthetwoexcavatingfacesshouldbelessthan2.5B一3.0Btocontrolthede-formationofmid-partition.Keywords:tunnelengineering;double-archtunnel;construction;middle-wall;deformation;three-dimensionalanalysis得不采用三维空间模型。空间计算模型不但可以较0引言为真实地模拟初期支护，尤其锚杆与拱架格栅的物在公路隧道的结构分析中，按平面应变问

7、题所理力学参数与它们在实际隧道中的位置，而且可以建立的模型，仅适用于已建成的隧道或者远离掌子模拟真正的开挖过程，体现施工各工序在空间上的面的洞身。而对于开挖掌子面附近的结构分析，不安排，分析在不同施工过程中，隧道围岩与支护结构收稿日期2003-12-05作者简介胡庆安(1956-)，男，江苏南京人，长安大学副教授.万方数据第1期胡庆安，等:双连拱随道施工过程的三维数值模拟的应力、应变变化规律。本文以西安一汉中高速公数为36.6肠;开挖面经过A点1B后位移释放系数路某连拱隧道为背景，进行三维线弹性分析，考察连为97.7%。由此

8、可见，受开挖面影响较大的围岩区域拱隧道施工过程中左右洞施工的相互影响，以及中为开挖面前方1.5B(未开挖)和后方1B，对于本文墙的变形及其控制问题。建立的模型就是前方18m和后方12me2.2左右洞施工的相互影响1空间计算模型的建立及施工工序简化双连拱隧道施工中后进坑道由于先进坑道造成计算