復雜條件下連拱隧道信息化施工及數(shù)值模擬研究.pdf

1、我國高等級公路建設中,在特殊地質及地形條件受限制的地區(qū),為了獲得良好的技術經濟效果,大量選擇了連拱隧道方案。但連拱隧道所處位置地質條件復雜、跨度大、開挖擾動頻繁和結構復雜不穩(wěn)定。在連拱隧道洞口邊坡偏斜地段,往往出現(xiàn)一側無法形成洞室,另一側可以進行暗洞開挖的現(xiàn)象。為了避免高挖深填,保護自然環(huán)境,還需選擇特殊的結構形式一半隧半路結構。 本文以常吉高速公路殿會坪隧道工程為依托,在偏壓連拱隧道典型斷面進行了收斂位移、拱頂下沉、圍巖內部位

2、移、錨桿軸力、地表沉降等項目測試；對于半隧半路結構,在典型斷面進行了收斂位移、圍巖內部位移、錨桿軸力、地表沉降、二襯應力和耳墻水平位移及應力測試,獲得了圍巖位移和支護結構內力分布規(guī)律,為現(xiàn)場施工提供指導?；趯崪y圍巖位移數(shù)據(jù),應用反分析方法,并結合室內巖石力學試驗確定巖體c、等力學參數(shù)。采用數(shù)值模擬方法分析比較了偏壓連拱隧道中導洞-臺階法和三導洞-臺階法施工過程中隧道圍巖、支護結構和中墻的應力場、位移場的異同,得出三導洞-臺階法是復雜條

3、件下連拱隧道合理的施工方案。首次將地形偏壓率引入半隧半路特殊隧道,采用有限元數(shù)值模擬方法研究了隧道在不同了偏壓率P(分別為7、4和2.5)時,各施工階段圍巖應力場、位移場以及支護結構和耳墻的位移、應力分布規(guī)律。重點分析了耳墻應力分布規(guī)律,得出耳墻外側拉應力較大的結論,設計施工時應防止耳墻外側混凝土發(fā)生拉裂破壞。綜合考慮半隧半路結構安全和穩(wěn)定性要求,得出1:1是比較合適的邊坡坡度(即P=4)的結論,驗證了實際工程的設計合理性。基于偏壓連拱