隧道襯砌拱頂、拱腰空洞對隧道穩(wěn)定性影響規(guī)律研究.pdf

1、隨著我國高速公路大規(guī)模建設(shè)的日益發(fā)展，公路隧道的建設(shè)取得了非常大的進步。然而，由于公路隧道的特殊性，受氣候條件、地形條件、地質(zhì)條件及設(shè)計、施工、運營管理、維修加固過程中各種不利因素的影響，很多公路隧道初期支護襯砌背后的圍巖出現(xiàn)了各式各樣的空洞，致使公路隧道建好后，隧道結(jié)構(gòu)出現(xiàn)了不同程度繁瑣多變的病害，這給公路隧道正常運輸帶來了極大的安全隱患。
　　針對隧道初期支護背后存在多種尺寸、多種形狀空洞時對隧道整體結(jié)構(gòu)的影響，本文結(jié)合已建隧

2、道工程實例，采用數(shù)值模擬方法對慈母山2號隧道建立三維彈塑性有限元模型進行分析。本論文主要研究在隧道拱頂、拱腰位置處呈三角形、矩形及梯形等形狀的空洞對隧道整體結(jié)構(gòu)的影響。對于每一種空洞類型，分別建立不同縱向長度、不同高度、不同環(huán)向?qū)挾瓤斩吹挠邢拊Ｐ?。在此不同工況下分析得出隧道圍巖體的位移、應(yīng)力變化規(guī)律及各種空洞下方初期支護的拉應(yīng)力、壓應(yīng)力變化規(guī)律。當初期支護結(jié)構(gòu)背后產(chǎn)生空洞時，將會引起圍巖應(yīng)力的重新分部，致使分部規(guī)律更加復(fù)雜多變。不能僅

3、僅分析隧道結(jié)構(gòu)體的應(yīng)力應(yīng)變大小。還得研究、分析空洞對隧道整體結(jié)構(gòu)失穩(wěn)破壞的變化規(guī)律。所以特引入有限元強度折減法，采用特定的收斂準則計算得出隧道結(jié)構(gòu)的安全系數(shù)，才能綜合評價空洞對隧道整體結(jié)構(gòu)的影響。
　　研究結(jié)果表明:在Ⅳ級圍巖條件下修建隧道，當初期支護結(jié)構(gòu)背后存在不同形狀、不同尺寸的空洞時，空洞對附近圍巖壓應(yīng)力及空洞隧道整體的位移影響比較小;當空洞的體積增大時，空洞下方的初支應(yīng)力也會有不同程度的增大，而環(huán)向尺寸發(fā)生變化的空洞對初期