謝家梁隧道施工數(shù)值模擬與二襯安全性分析.pdf

1、本文以桃巴高速LJ15合同段內(nèi)的謝家梁隧道為工程背景，針對其隧道施工及二次襯砌的安全性，利用有限元分析軟件ANSYS對其進(jìn)行數(shù)值模擬，提出合理的優(yōu)化建議。主要從隧道開挖方法、開挖進(jìn)尺以及臺階長度三個方面入手，對其進(jìn)行優(yōu)化，從而為隧道開挖過程的順利進(jìn)行提供理論指導(dǎo)。然后利用安全系數(shù)的概念，并在模擬中考慮荷載釋放，研究二次襯砌的受力特性，并分析其安全性。最后通過對現(xiàn)場監(jiān)控量測的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，結(jié)合數(shù)值模擬確定隧道施工與二襯襯砌的安全性。

2、>　　對于隧道開挖過程中，本文主要從隧道圍巖的位移、圍巖等效應(yīng)力以及圍巖強(qiáng)度發(fā)揮系數(shù)SMF等方面入手，對隧道圍巖的穩(wěn)定性進(jìn)行分析。其中圍巖強(qiáng)度發(fā)揮系數(shù)SMF是基于Mahr-Coulomb強(qiáng)度理論，利用其臨界破壞條件得出的。當(dāng)SMF=1時，即表明巖體到達(dá)其極限狀態(tài)，將進(jìn)入塑性階段。
　　通過對謝家梁隧道Ⅴ級圍巖段的施工以及二次襯砌的數(shù)值模擬，本文得出結(jié)論如下所示:
　　(1)兩臺階施工與三臺階施工目標(biāo)斷面圍巖拱頂沉降、隧道周邊

3、圍巖位移、應(yīng)力、圍巖強(qiáng)度發(fā)揮系數(shù)SMF等都較為接近，謝家梁隧道Ⅴ級圍巖段采用兩臺階法施工。
　　(2)在隧道不同循環(huán)開挖進(jìn)尺下比較目標(biāo)斷面拱頂沉降、隧道周邊圍巖位移、應(yīng)力、圍巖強(qiáng)度發(fā)揮系數(shù)SMF等，謝家梁隧道Ⅴ級圍巖段臺階法施工開挖進(jìn)尺采用2.5m。
　　(3)通過對隧道不同臺階長度的比選，仍舊主要考慮其目標(biāo)斷面拱頂沉降、隧道周邊圍巖位移、應(yīng)力、圍巖強(qiáng)度發(fā)揮系數(shù)SMF等方面的差異，謝家梁隧道Ⅴ級圍巖段采用臺階長度為5m。