淺埋土質(zhì)大斷面隧道開(kāi)挖順序三維數(shù)值模擬研究

1、淺埋土質(zhì)大斷面隧道開(kāi)挖順序三維數(shù)值模擬研究摘要：金普快速軌道線路DK28160DK28890設(shè)計(jì)為地下暗挖雙車道大斷面隧道，下穿沈大高速公路。該區(qū)域地質(zhì)復(fù)雜，圍巖為黏土，性質(zhì)比較差。本文基于彈塑性MohrColoumb本構(gòu)模型和三維拉格朗日數(shù)值模擬方法，對(duì)開(kāi)挖順序和施工過(guò)程進(jìn)行三維數(shù)值模擬，分析了不同開(kāi)挖順序和支護(hù)條件下的圍巖應(yīng)力、位移和破損區(qū)情況，并對(duì)于地面沉降情況進(jìn)行了分析。通過(guò)對(duì)不同方案施工結(jié)果的比較與評(píng)價(jià)，為合理的方案選擇提供基

2、礎(chǔ)，對(duì)于施工具有重要的參考意義。關(guān)鍵字：隧道；淺埋；大斷面；開(kāi)挖順序；數(shù)值模擬中圖分類號(hào)：U45文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A一、引言金普線位于遼東臺(tái)隆和華北斷坳兩個(gè)二級(jí)構(gòu)造單元的交接部位。金普快速軌道線路第六標(biāo)段位于三十里堡，施工里程為DK28160DK28890，長(zhǎng)750米。隧道拱頂離地面最深為5米，由于下穿沈大高速公路，地表沉降控制比較嚴(yán)格。隧道設(shè)計(jì)采用CRD法施工，部分區(qū)段為Ⅵ級(jí)圍巖。鑒于隧道結(jié)構(gòu)和所處地質(zhì)體的復(fù)雜性，為了對(duì)施工方案進(jìn)行評(píng)價(jià)，基

3、于彈塑性MohrColoumb本構(gòu)模型和三維拉格朗日數(shù)值模擬方法，對(duì)開(kāi)挖順序和施工過(guò)程進(jìn)行三維數(shù)值模擬。表1圍巖及支護(hù)體系的物理力學(xué)參數(shù)四、不同支護(hù)條件的計(jì)算結(jié)果分析（一）有支護(hù)條件的不同開(kāi)挖順序在地質(zhì)條件較差的情況下地下工程往往不能全斷面開(kāi)挖一蹴而就這就需要在施工中采用合理的施工順序。另外在地鐵、公路鐵路隧道中由于受地形限制往往不得不在距離較小的條件下實(shí)施兩孔或多孔隧道的施工。多孔隧道的不同開(kāi)挖順序效果往往有所差異[1]尤其是地質(zhì)條件

4、比較特殊的情況。本模型考慮開(kāi)挖次序?qū)Φ乇沓两档挠绊?，先采取支護(hù)條件下1234的開(kāi)挖順序，本次開(kāi)挖順序由右向左，支護(hù)條件不變。軟件記錄地表歷史沉降。變換開(kāi)挖順序1324，即調(diào)換第2步跟第3步。開(kāi)挖順變?yōu)橛缮贤隆?234開(kāi)挖順序1324開(kāi)挖順序圖3地表沉降曲線對(duì)比圖由圖3看出，開(kāi)挖完第一步時(shí)的位移大約在14mm，若以第一種開(kāi)挖順序繼續(xù)開(kāi)挖至第二步，地表的位移沉降值表現(xiàn)出明顯不同。1234方案的豎向最大位移比1324方案的減少約3.3mm。