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首页ADINA数值模拟:软岩隧道V级围岩三种开挖方法对比研究
本文档深入探讨了"软岩隧道开挖方法数值模拟分析"这一主题,针对纱帽山隧道V级围岩的特定地质条件,研究者利用先进的大型非线性有限元分析软件ADINA进行了细致的数值模拟。主要聚焦于三种适用于双线分离式公路隧道的V级围岩施工方法:左导洞先行开挖的施工工序、台阶分部开挖法以及上下台阶留核心土法。通过ADINA的单元生死功能,作者模拟了这些开挖策略在施工过程中的动态变化,对比了它们对隧道稳定性、位移场分布以及地表沉降的影响。 首先,左导洞先行开挖的施工方法被发现具有显著的减跨效应,这有助于控制隧道沉降,确保结构的稳固。这种方法显示出良好的地表保护性能,不会导致地表不均匀变形,有利于洞室的整体稳定性。 其次,台阶分部开挖法和左导洞先行开挖在开挖后的位移场分布上基本是对称的,尽管在量值上存在细微差别,但这种差异不大,一般不会引起严重的工程问题。然而,台阶分部开挖法在两侧地表产生的变形表现出左侧略大于右侧,而且这种差距超过了左导洞先行开挖的方法。 最后,上下台阶留核心土法的分析结果显示,其可能在一定程度上增加地表压力和变形,与前两种方法相比,需要更加精细的设计和监测以确保施工安全。 这篇论文通过数值模拟提供了对不同软岩隧道开挖策略的深入理解,为工程设计者提供了科学依据,有助于优化施工方法,减少风险,并保证隧道工程的质量和安全性。通过这些技术手段,研究者不仅提升了隧道施工的技术含量,也对软岩隧道工程领域的实践操作具有重要的指导意义。
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第
35
卷第
1
期
2010
年
2
月
广西大学学报:自然科学版
Joumal
of
Guangxi
University:
Nat
Sc
i
Ed
文章编号
:1
∞
1-7445
(2010 )01 .00
73
-0
5
软岩隧道开挖方法数值模拟分析
张向东,刘
严,孙闯
(辽宁工程技术大学士木建筑工程学院,辽宁阜新
1230
∞)
Vo
l.
35
No.
1
Feb.20
1O
摘要:论述了适用于纱帽JlJ隧道
V
级围岩的开挖方法,采用大型非线性有限元分析软件
ADINA
,对适用于双
线分离式公路隧道
V
级围岩的三种开挖施工方法进行数值模拟;运用
ADINA
自带的单元生死功能动态模拟
开挖支护过程,对比左导洞先行开挖编制的施工工序、台阶分部开挖法和上下台阶留核心土法三种开挖方法,
分析三种开挖方法对隧道变形的影响。结果表明:针对左导洞先行开挖编制的施
I
工序其中隔壁起到减跨作
用,从而控制沉降;它与台阶分部开挖法在开挖后位移场分布基本是对称的,在量值上有略小差别,不会造成
地表不均匀变形,不会影响洞室的稳定;台阶分部开挖法左侧地表变形略大于右侧,且差值大于针对左导洞先
行开挖编制的施工工序。
关键词:围岩;数值模拟;施工方法;位移场
中图分类号:
U452.
2
文献标识码
:A
Numerical analysis
on
tunnel excavating methods in soft
rock
ZHANG
Xiang-dong
,
LIU
Yan
,
SUN
Chuang
(Institute
of
Architecture and
Civi
Engineering , Liaoning
Technology
University
,
Fuxin
123α
刻,
China)
Abstract:
The
ADINA is
used
to investigate
the
excavating
methods
which
are
applicable
to
the
V
class
surrounding
rocks
of
the
tunnel
in
Shamao
Mountain
and
make
a
numerical
simulation for
three
kinds
of
excavating methods
which
are
applicable
to
bilinear
separable
highway
tunnels.
The
func-
tion
of
element
birth
and
death
of
ADINA is
used
for
dynamic
simulation
of
excavation
support
process.
Compared
with
these
three
excavating methods ,
the
influences
of
the
methods
on
the
tunnel
deforτnation
are
analyzed.
The
results
show
that
the
bulkhead
has
the
effect of
reducing
span
in
the
construction
process
prepared
for
the
excavation
in
advance
of
the
left
guide
hole so
that
the
sedi-
mentation
can
be
controlled.
Th
e
displacement
field
of
the
excavation
in
advance
is almost symmetri-
cal
to
the
one
of
the
stage excavation method
and
they
are
of
slight difference
in
magnitude
, so
it
will
not
lead
to
the
defo
口
nation
of
the
surface
of
earth
and
influence
the
stability
of
the
cavem.
Th
e
de-
formation
of
the
earth
surface
on
the
left
side
is a little more
than
the
one
on
the
right
side
in
stage
excavation
method
,
and
the
difference is
greater
than
that
from
the
construction
process
prepared
for
the
excavation
in
advance
of
the
left
guide
hole.
Key
words:
surronding
rock;
numerical
simulation;
construction
method;
displacement
破碎岩体是隧道工程常见的岩体类型,此类岩体结构面发育,贯通性好,围岩的整体强度低,自稳能
收稿日期
:2
∞
943831;
修订日期
:2
∞
9-10-18
基金项目:国家自然科学基金资助项目
(50478033)
;辽宁省高等学校优秀人才支持计划项目
(2008RC23
)
通讯联系人:张向东(
1962-)
,男,吉林榆树人,辽宁工程技术大学教授,博士,博士研究生导师;
E-mail:
Zhx
d2
008@yahoo.com.cn
。
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