超欠挖狀態(tài)下地下洞室圍巖穩(wěn)定性數(shù)值分析.pdf

1、超欠挖問題是地下工程施工最常遇到的一個問題，對洞室圍巖的穩(wěn)定性、施工安全、工程造價等都有著直接的影響，也是本文的主要研究內(nèi)容。 以往的研究大多集中在對隧道巖體超欠挖狀況的預(yù)測及評估方面；關(guān)于超欠挖對地下工程洞室穩(wěn)定性的影響的討論仍局限在彈性體平面應(yīng)變條件狀態(tài)，盡管已有一些解析解及數(shù)值分析研究，由于模型選取的過分簡化，這些結(jié)果的應(yīng)用及可信度受到很大限制。為此，本文采用三維有限元分析模型，非線性D-P本構(gòu)關(guān)系，對此問題進行研究。本文

2、的主要工作如下： (1)分析了無超挖條件下洞室周邊應(yīng)力及變形場特征，發(fā)現(xiàn)在洞室開挖后巖體大部分區(qū)域受壓，只在洞室周邊很小范圍內(nèi)出現(xiàn)了拉應(yīng)力；塑性變形發(fā)生在拱底角和拱角附近區(qū)域。 (2)探討了相同超挖高度情況下不同超挖部位(拱頂、拱角、側(cè)墻、拱底)對洞室穩(wěn)定性的影響：超挖塑性區(qū)影響范圍只出現(xiàn)在超挖的部位，其中拱角、側(cè)墻部位超挖為最不利工況，超挖會使側(cè)墻水平位移變化加大，拱底超挖對豎向位移和水平位移影響較小，造成超挖部位的豎

3、向底角拱起。 (3)研究了不同超挖高度的影響，發(fā)現(xiàn)隨著超挖高度的增加，超挖部位產(chǎn)生的洞周應(yīng)力集中量值上明顯增加，尤其是超挖部位最大最小主應(yīng)力差值，是影響洞室穩(wěn)定的主要因素。 (4)分析了超挖數(shù)量的影響：隨著超挖單元個數(shù)的增加，應(yīng)力集中程度明顯加大，應(yīng)力影響范圍和塑性區(qū)隨超挖數(shù)量增加明顯加大。 (5)探討了不同圍巖類別下超挖的力學(xué)效應(yīng)：超欠挖對軟弱圍巖彤響較大，易造成軟弱圍巖大變形失穩(wěn)；而硬質(zhì)完整性好的圍巖類別中應(yīng)