水平泥砂互层隧道围岩稳定性ANSYS数值分析

"水平泥砂互层隧道围岩稳定性研究 (2013年)，大梁峁特长公路隧道，ANSYS数值分析，正交各向异性，围岩稳定性，公路隧道，水平层状围岩，数值模拟" 这篇论文详细探讨了在特定地质条件下，即水平层状的泥岩砂岩互层隧道的围岩稳定性问题。大梁峁特长公路隧道作为研究案例，论文采用ANSYS数值分析软件，将这种复杂的岩体视为正交各向异性的材料，以模拟隧道开挖过程中的围岩响应。 在研究过程中，作者分析了几个关键因素来评估围岩稳定性，包括： 1. **围岩塑性区**：这是指在开挖过程中，因应力超过材料强度而导致的永久变形区域。通过对塑性区的分析，可以了解围岩承受开挖影响的程度。 2. **围岩应力**：研究了开挖后围岩内部应力的变化，这对于预测可能的岩体破裂和滑移至关重要。 3. **隧道变形**：监测隧道结构自身的变形，这对于设计合适的支护措施和确保隧道安全运营是必要的。 4. **锚杆轴力**：锚杆作为隧道支护的重要组成部分，其轴力变化反映了支护系统的工作状态和围岩的稳定程度。 5. **初支及二衬内力**：初支（初期支护）和二衬（二次衬砌）的内力分析有助于确定支护设计的合理性，防止过度或不足的支护可能导致的失效。 论文指出，对这些参数的深入理解有助于优化施工方案，选取合适的支护参数，以确保施工安全和经济性。通过对这些数据的分析，论文得出了水平泥岩砂岩互层隧道围岩的变形特征和支护结构应力的分布规律，为同类工程提供了参考。 作者常伟强调，对于长距离公路隧道，特别是在特殊地质条件下，如水平泥质砂岩层，深入了解围岩稳定性至关重要，这不仅关系到施工安全，也直接影响工程成本和运行安全。通过数值模拟和实际工程的结合，研究能够提供更科学的决策依据，降低风险，提高工程效益。 这篇论文的贡献在于提供了针对复杂地质条件下的隧道稳定性研究方法，对于进一步研究类似地质条件的隧道工程具有重要的理论和实践价值。其研究成果对提升隧道工程的设计和施工技术水平具有积极的推动作用。