公路隧道開挖尺寸與支護(hù)措施優(yōu)化研究.pdf

1、隨著我國經(jīng)濟的迅速發(fā)展，公路隧道工程越來越多，隧道的形式、地質(zhì)、水文、環(huán)境等條件的復(fù)雜多變，出現(xiàn)了風(fēng)險事故更加多樣，安全問題越發(fā)突出的情況，同時，在隧道的開挖施工及支護(hù)問題上，雖然依照新奧法，但施工過程中開挖的尺寸、支護(hù)的措施存在著不合理、不安全、不經(jīng)濟等問題。合理的施工開挖尺寸的確定和支護(hù)手段的優(yōu)化是目前隧道工程施工急需研究的一個方面。
　　本文以兩車道四級圍巖的公路隧道為研究對象，運用ANSYS有限元軟件來模擬分析，計算出不同

2、施工設(shè)計參數(shù)時的應(yīng)力位移變化，分析圍巖軸力彎矩、彈性抗力區(qū)、脫離區(qū)、應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系等，對隧道開挖設(shè)計參數(shù)不同時的穩(wěn)定性以及確定開挖尺寸時的有效支護(hù)問題進(jìn)行了研究分析。主要工作如下:
　?、龠\用彈塑性理論，研究分析了隧道初始地應(yīng)力狀態(tài)、開挖后的受力狀態(tài)以及支護(hù)后的內(nèi)力變化規(guī)律，對模型建立的幾個影響因素進(jìn)行了總結(jié)分析，確立了數(shù)值模擬參數(shù)的選取;
　?、谕ㄟ^對隧道的開挖模擬，分析結(jié)構(gòu)的應(yīng)力位移變化情況，確定不同開挖尺寸時的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性

3、系數(shù)，進(jìn)而來確定一種合理的開挖尺寸設(shè)計;
　?、圻\用ANSYS有限元分析軟件，對工程施工進(jìn)行精確適用的數(shù)值模擬分析，采用D-P理論，分析臺階法開挖時，不同的上臺階開挖高度情況下的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性及應(yīng)力應(yīng)變位移，通過對隧道抗力區(qū)、脫離區(qū)的分析，優(yōu)化比選出較為合理的開挖設(shè)計;
　　④對上臺階開挖高度為4m的開挖方案進(jìn)行分析，根據(jù)圍巖壓力狀態(tài)和抗力區(qū)、脫離區(qū)范圍，對脫離區(qū)進(jìn)行局部支護(hù)，施加一個支護(hù)抗力，通過改變支護(hù)抗力、泊松比、彈性模量