隧道的流變效應(yīng)及施工模擬分析.pdf

1、隨著我國城市建設(shè)事業(yè)的發(fā)展，越來越多的城市隧道工程投入建設(shè)。由于受場地和地質(zhì)條件等因素的限制，一些新建隧道與已有隧道之間的設(shè)計(jì)距離較小，施工容易導(dǎo)致已有隧道結(jié)構(gòu)破壞、影響安全運(yùn)營，并影響新建隧道的安全施工。因此，需要對隧道施工過程進(jìn)行模擬分析，對鄰近既有隧道的運(yùn)營安全及新建隧道的施工安全進(jìn)行分析研究。 該文在查閱大量相關(guān)論文以及借鑒前人研究成果的基礎(chǔ)上，首先對隧道開挖的平面有限元彈性分析與考慮時(shí)效的平面有限元流變分析進(jìn)行比較，分

2、別就淺埋和深埋兩類隧道的開挖施工進(jìn)行分析。研究結(jié)果表明，考慮巖土材料流變性質(zhì)后，隧道施工擾動的影響范圍顯著增大；流變參數(shù)敏感地影響地表沉降、襯砌變形、襯砌徑向和切向應(yīng)力以及圍巖應(yīng)力釋放等達(dá)到穩(wěn)定所需的時(shí)間。根據(jù)分析結(jié)果，解釋了流變效應(yīng)導(dǎo)致隧道襯砌出現(xiàn)開裂的原因，指出隧道使用一段時(shí)間后襯砌出現(xiàn)開裂甚至破壞的一個(gè)主要原因是現(xiàn)有設(shè)計(jì)中未考慮時(shí)效因素的結(jié)果。 其次，對三維交叉隧道的掘進(jìn)施工進(jìn)行模擬分析。針對垂直交叉隧道開挖掘進(jìn)的不同工況

3、，通過對地表沉降、襯砌變形、洞室移動、洞周土體塑性區(qū)變化以及交叉隧道之間的施工影響等方面的數(shù)值計(jì)算和分析比較，確定對控制變形較為有利、施工安全性高的工況，同時(shí)強(qiáng)調(diào)監(jiān)測控制的必要性。 最后，聯(lián)系實(shí)際工程情況，指出兩種不利的開挖工況，即同時(shí)掘進(jìn)和增加每次掘進(jìn)距離的兩種不利工況；從地表沉降、洞室位移、洞周土體塑性區(qū)等分析結(jié)果的分析，將兩種不利工況與普通工況進(jìn)行分析比較，闡明了嚴(yán)格控制隧道掘進(jìn)速度、避免交叉隧道同時(shí)開挖的安全施工的結(jié)論。