双线公路隧道开挖和抗震问题的数值模拟

发布时间：2020-05-15 22:23

【摘要】：随着我国交通建设的飞速发展,地面交通网络越来越复杂,公路隧道的建设显得极其重要。V级围岩性质比较弱,必须采用合理的开挖方式,所以用数值模拟方法对隧道的施工过程进行模拟,对围岩、支护等的响应规律进行分析十分有必要。由于我国大部分地区为地震防设区,一旦发生地震可能会给公路隧道带来灾难性的破坏,因此,有必要对隧道在地震作用下的响应进行模拟分析。利用有限元软件ANSYS对公路隧道的施工过程进行数值模拟。通过平面应变模型模拟了隧道的施工过程,得到了隧道在不同开挖方式下的围岩变形、地表沉降槽的规律以及锚杆的轴力分布情况;通过对隧道施工过程进行三维数值模拟,得到了围岩位移、应力以及衬砌的Mises应力变化规律,并将平面和三维模拟的结果进行了比对;利用有限差分软件FLAC3D对隧道在地震下的响应进行了数值模拟。分析了隧道主要监测点在地震荷载作用下的加速度、位移和主应力响应随时间的变化规律。结果表明,CRD法是最合理的开挖方法,而且地表沉降槽与隧道的埋深是相关的;隧道四周位移比较大,而且有明显的的应力集中;平面模拟的围岩位移比三维模拟得到的结果大;地震作用下,隧道四周的位移、速度、加速度和主应力响应的值较大,尤其是拱肩的位置最危险。
【图文】：

有限元模型

各工况下隧道开挖支护图
【学位授予单位】：石家庄铁道大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U452.28;U455.4

【参考文献】

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本文编号：2665715