考慮滲流作用的隧道開挖數(shù)值模擬及其影響因素分析.pdf

1、隧道開挖過程中最為關(guān)鍵的問題就是控制圍巖的應(yīng)力變形保證圍巖穩(wěn)定。影響圍巖穩(wěn)定的因素眾多，滲流場與應(yīng)力場的耦合作用是其中最為普遍和關(guān)鍵的影響因素。本文在介紹隧道開挖圍巖基本力學(xué)特性和穩(wěn)定性理論基礎(chǔ)上，采用 FLAC3D軟件進(jìn)行考慮滲流作用的隧道開挖數(shù)值模擬，進(jìn)而分析隧道埋深、隧道半徑、隧道開挖方式以及隧道開挖進(jìn)尺對圍巖穩(wěn)定性的影響。最后對某公路隧道開挖進(jìn)行數(shù)值模擬，結(jié)合工程實(shí)測資料分析隧道開挖過程中圍巖孔隙水壓力和應(yīng)力變形分布規(guī)律，討論圍

2、巖塑性區(qū)分布和襯砌應(yīng)力變形特性，同時(shí)討論地下水位和錨桿作用對圍巖穩(wěn)定性的影響。本文主要得到以下幾點(diǎn)結(jié)論：
　　(1)隧道開挖使周圍圍巖引起明顯漏斗狀孔隙水壓力分布區(qū)，孔隙水壓力產(chǎn)生明顯的消散過程。地下水滲流作用使圍巖變形范圍明顯加大，并引起較大的應(yīng)力和位移，特別是對拱頂沉降具有顯著影響，地下水位越高對圍巖穩(wěn)定越不利?？紤]滲流作用，可以更加真實(shí)體現(xiàn)圍巖的力學(xué)特性和應(yīng)力狀態(tài)的變化。
　　(2)隧道開挖引起圍巖應(yīng)力重分布，在隧道頂

3、部引起較大范圍低應(yīng)力區(qū)，在周圍引起應(yīng)力集中，圍巖總體受壓，但是在拱頂和仰拱有受拉趨勢。隧道開挖在頂部引起塌落拱，而在底部引起松動(dòng)區(qū)，兩側(cè)產(chǎn)生指向隧道的變形。同時(shí)隧道開挖在拱頂和仰拱部位引起一定范圍拉伸塑性區(qū)，而在兩側(cè)引起剪切塑性區(qū)。
　　(3)隧道埋深、開挖半徑和開挖進(jìn)尺對圍巖應(yīng)力變形特性具有較大影響。埋深、半徑和進(jìn)尺的加大使隧道開挖圍巖的擾動(dòng)范圍擴(kuò)大，應(yīng)力集中和受拉趨勢更加明顯，同時(shí)隧道開挖空間效應(yīng)影響范圍加大，圍巖變形收斂速度