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公路隧道围岩稳定与支护工程应用研究

项目名称：	公路隧道围岩稳定与支护工程应用研究
摘要：	通过对单拱隧道不同开挖方案围岩动态有限元模拟，研究了各施工方案围岩位移、应力、支护结构轴力与弯矩分布的演变规律，结果表明，对于稳定性好的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级岩体应采用大断面开挖，而稳定性差的围岩应采用分步开挖方案。在连拱隧道围岩动态和施工方案研究方面，对Ⅳ、Ⅴ级岩体三导洞施工、Ⅲ级岩体中导洞和三导洞施工进行了有限元模拟，三导洞法和中导洞法围岩应力和位移场相差不大，而中导洞法施工具有进度快、节省投资、工序简单的优点，因此Ⅲ级围岩选择中导洞法是经济、安全、合理的。应用三维有限元对破碎围岩连拱隧道三导洞施工过程进行了动态模拟，研究了围岩及衬砌的应力、位移的发展过程，并将衬砌竖向载荷与普氏冒落拱理论、太沙基理论、传统矿山法的理论解进行了比较，表明太沙基理论结果与数值解较为接近，其次是传统矿山法，普氏理论结果偏小。应用有限元法研究了单拱隧道坍塌体弹性模量和坍塌范围对衬砌应力的影响，表明松动岩体弹性模量的降低和松动范围增大导致衬砌应力的迅速增大，比较有无预支护情况下围岩及衬砌的应力分布规律，表明预支护可以增强围岩力学性质，使支护结构上各主应力的集中程度有明显的减弱，围岩的应力松弛或应力集中程度明显减弱，围岩松弛区范围减小，围岩的工程特性能有效地保持或接近开挖前的水平，能充分发挥围岩的自承能力。
关键词：	公路隧道围岩；工程应用；围岩稳定；支护工程；应用研究；岩体弹性模量；衬砌；连拱隧道；三导洞施工；中导洞法
组织单位：	浙江省交通运输厅
主持或承担单位：	浙江省公路管理局
项目类别：	地方交通科技项目
起止年限：	2002-1-1～2006-11-1
立项年份：	2002