ABAQUS模拟下的节理岩体隧道施工稳定性关键因素分析

在隧道工程领域，节理岩体的施工过程具有显著的复杂性和挑战性，因为围岩通常表现出各向异性特性，并包含众多节理。为了准确理解和控制这种类型的隧道施工过程，张国炎和贵雪燕在他们的研究中采用了高级的数值模拟方法。他们利用ABAQUS这款通用有限元软件，该软件提供了专门针对节理材料的建模工具。 文章的重点在于构建一个能够反映节理岩体真实特性的计算模型，这对于预测和评估开挖过程中的围岩位移场和应力场至关重要。作者强调，确定合理的隧道开挖方案需综合考虑诸多影响因素，如节理岩体的倾斜角度、岩体的完整性以及不同的开挖方法。通过有限元数值模拟，他们探讨了这些因素如何影响开挖后的围岩稳定性，揭示了应力场和位移场变化的规律。 作者指出，传统的解析方法在面对复杂水文地质条件下的隧道问题时往往力不从心，而现代数值技术，特别是有限元法，为解决这类难题提供了强大的工具。有限元法的优势在于其灵活性和对复杂边界条件的处理能力，使其在隧道施工问题的研究中大放异彩。陈卫忠等人和费康与张建伟等人先前的工作已经验证了这一方法的有效性。 本文的核心工作是使用ABAQUS软件进行仿真分析，包括对不同施工方案下隧道的应力变形影响进行模拟，以及锚杆和混凝土衬砌如何增强隧道稳定性。锚杆被假设为弹性材料，而围岩则采用Druker-Prager模型来描绘其非线性行为，混凝土衬砌则考虑了其弹塑性特性。这样的模拟结果为节理岩体隧道的结构设计和施工实践提供了重要的理论依据和优化策略。 这篇文章通过数值模拟手段深入研究了节理岩体隧道施工过程中的稳定性问题，为提高施工效率、降低成本并确保工程安全提供了科学依据和技术支持。对于从事地下工程设计和施工的专业人士而言，这项研究具有很高的实用价值。