原文传递
岩体隧道台阶法施工过程模拟分析研究
| 论文题名： | 岩体隧道台阶法施工过程模拟分析研究 |
| 关键词： | 隧道开挖;台阶开挖法;围岩稳定性;有限元法 |
| 摘要： | 本文依托福建省南平市棋盘石隧道设计与施工，结合当前国内外对隧道施工方法的研究现状，应用有限元软件ANSYS，对棋盘石隧道的施工进行了数值模拟，分析研究了棋盘石隧道在不同围岩类别、不同施工方式、不同施工阶段隧道围岩的稳定性和支护结构的内力、位移特征和变化规律。 论文首先利用有限元分析软件ANSYS，采用平面4节点实体线性单元模拟围岩，Beam3单元模拟喷射混凝土，杆单元模拟锚杆，Beam3单元模拟二次衬砌，选取Drucker-Prager屈服准则模拟围岩，建立了棋盘石隧道在不同围岩，不同施工方式，不同施工阶段的平面(应变)有限元计算模型。同时，采用隧道开挖卸载的方法-“反转应力逐步释放法”，利用杀死和激活单元来模拟隧道开挖和支护过程。 论文考虑了岩体的自重应力，忽略其构造应力，模拟计算了不同围岩、不同施工方式、不同阶段条件下的隧道围岩应力和支护结构内力。结果表明：隧道拱腰处，有最大弯矩、剪力和轴力。 (1)无论采取哪种施工方式，一般在拱腰处出现较大应力和内力；在拱顶处有较大竖向位移；随着围岩级别的增大，同一位置隧道围岩的位移变形呈增大趋势。 (2)对三级围岩，采用三台阶法和上下台阶法开挖时围岩应力较均匀，内力也较均匀；三种开挖方式对位移的影响不大； (3)对四级围岩，采用三台阶法开挖时，围岩和一次衬砌应力较均匀，围岩变形较小； (4)对五级围岩，采用三台阶法和上下台阶法开挖后，围岩应力和一次衬砌内力相对比较均匀，围岩变形相对较小。 (5)对同一种开挖方式不同级围岩条件下，围岩变形随着围岩条件的改善，变形减小。 尽管运用数值计算求解岩土工程问题已经为成为工程设计和施工中稳定性分析的主要依据，但是由于地下有太多的未知数，要确保隧道施工和运营安全，必须加强施工中的信息反馈，并利用反馈的信息对隧道施工进行调整。 |
| 作者： | 于增义 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 陈启辉 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 山东建筑大学 |
| 学位年度： | 2011 |
| 正文语种： | 中文 |
检索历史
应用推荐
