隧道数值模拟与现场监测支护结构稳定分析

发布时间：2018-07-08 15:01

  本文选题：公路隧道 + 围岩稳定性　； 参考：《河北工业大学》2014年硕士论文

【摘要】：我国公路隧道针对不同断面形式、不同围岩级别条件下要求设置仰拱，在公路隧道设计规范和公路隧道设计细则中有着不同的规定。仰拱施工具有其复杂性、耗费资金大的特点。目前大量已建和在建隧道工程大多是采用经验法进行仰拱取消施工，关于这方面的数值模拟研究和现场试验研究还很少，，因此关于取消仰拱的研究对隧道设计和施工都有着重大的理论意义和实际价值。 本文以两车道隧道关于仰拱设置的要求为出发点。针对规范中Ⅳ级围岩要求设置仰拱，而细则中的Ⅳ1级围岩推荐取消仰拱的区别，从现场监测和数值模拟两方面对Ⅳ1级围岩能否取消仰拱进行深入研究。 依托在建实际工程隧道，确定Ⅳ1级围岩未设仰拱段为现场监控量测对象，分别对围岩与初次支护的接触压力、二次衬砌压力、钢拱架应变和锚杆轴力四方面做现场监测。对监测数据进行整理分析，分析围岩及支护衬砌的受力变形情况，作为判断围岩稳定性的依据。利用ANSYS软件和FLAC3D软件相结合，建立两车道隧道数值计算模型，包括平底隧道模型1和仰拱隧道模型2。应用FLAC3D对Ⅳ1级围岩条件下两种模型进行静力计算，对比分析两种模型在隧道开挖过程中的围岩稳定和支护结构受力、变形情况；并针对模型1监测某一断面围岩及二衬随模拟计算的受力情况，同现场监测结果进行对比分析。 综上，本文得到以下主要结论： 1.根据Ⅳ1级围岩现场各个监测断面的数据分析和数值模拟两种模型的对比分析，提出两车道Ⅳ1级围岩隧道可用平底替代仰拱进行设计和施工。 2.根据锚杆轴力的现场监测数据分析，提出初衬锚杆支护的优化设计。
[Abstract]:According to different cross section and different surrounding rock level, invert arch is required in highway tunnel design code and detailed rules of highway tunnel design in our country. Inverted arch construction has its complexity and large cost. At present, a large number of existing tunnel projects under construction are mostly carried out by using empirical method to cancel the construction of inverted arch, but there are few numerical simulation studies and field test studies on this aspect. Therefore, the research on the cancellation of inverted arch has great theoretical and practical value for tunnel design and construction. In this paper, the two-lane tunnel about the setting of inverted arch requirements as the starting point. In view of the difference that the inverted arch is required for the fourth grade surrounding rock in the code, and that the inverted arch is recommended to be cancelled for the 鈪

本文编号：2107810