隧道開挖方法與其壓力拱高度研究.pdf

1、根據(jù)現(xiàn)有的規(guī)范，對(duì)于深埋隧道而言，支護(hù)結(jié)構(gòu)所承受壓力主要為壓力拱拱體內(nèi)土體的自重，因而壓力拱高度是確定深埋隧道荷載的主要依據(jù)。但現(xiàn)有的規(guī)范中給定的壓力拱高度的計(jì)算表達(dá)式是基于鉆爆法的基礎(chǔ)上，以工程類比為主要方法，統(tǒng)計(jì)分析了數(shù)百座隧道塌方的調(diào)查資料而擬定的。從該公式來(lái)看，隧道圍巖壓力拱高度只考慮了隧道跨度及圍巖等級(jí)的影響，但根據(jù)已有的研究資料表明，隧道的開挖方法、巖體分層界面、圍巖物理力學(xué)性能等對(duì)其也有較大的影響。
　　從已有的公式

2、來(lái)看，壓力拱高度主要受圍巖等級(jí)和隧道跨度的影響，要研究隧道不同開挖方法下壓力拱的高度，就不能撇開二者而單獨(dú)研究。因而本文擬定在四種圍巖等級(jí)、四種隧道跨度下，對(duì)采用四種不同開挖方法下的壓力拱高度進(jìn)行研究，因此一共有64種工況，采用有限元軟件Midas/GTS對(duì)其進(jìn)行數(shù)值模擬。
　　本文主要的研究?jī)?nèi)容和結(jié)論如下:
　?、倏偨Y(jié)了壓力拱研究現(xiàn)狀、結(jié)論及主要計(jì)算理論，分析了隧道開挖引起的應(yīng)力場(chǎng)變化;
　?、诮榻B了有限元法、隧道施

3、工方法及有限元模擬過(guò)程，利用有限元軟件對(duì)隧道在不同工況下進(jìn)行建模、計(jì)算;
　　③在有限元模擬分析中，確定了采用隧道開挖引起的應(yīng)力路徑及應(yīng)力曲線來(lái)并判定不同開挖方法下的壓力拱高度;
　　④分析了不同開挖方法下隧道的壓力拱高度，對(duì)比計(jì)算結(jié)果得出了以下結(jié)論:
　　a)各施工方法下，壓力拱的計(jì)算高度值均小于規(guī)范給定值，表明規(guī)范值是偏于安全的，可以進(jìn)行進(jìn)一步的優(yōu)化;
　　b)不同施工方法下，壓力拱的高度不同，全斷面法開挖時(shí)