论文部分内容阅读
以重庆双碑隧道为实际工程背景,按照该双碑隧道加宽段与普通段的实际开挖断面尺寸、围岩和初期支护材料参数以及施工方法,采用大型有限元软件迈达斯GTS模拟隧道加宽带施工过程,分析双碑隧道加宽带仅在初期支护的作用下围岩的稳定性、各工况下的安全系数以及加宽段与普通段结合处(变截面)的位移,应力及支护参数的合理性。①采用有限元软件迈达斯GTS建立二维有限元模型,应用强度折减法对实际的四种工况(埋深100m III级围岩双洞、埋深100mIV级围岩双洞(台阶法)、埋深100mIV级围岩双洞(双侧壁法)、埋深在150mIV级围岩单洞)下,对围岩及初期支护做弹塑性数值模拟分析;重点分析了隧道加宽段的位移随着强度折减系数变化的曲线,根据隧道失稳的判据,得到各工况下的安全系数;以及在实际的支护参数下,围岩的位移,应力和塑性区的分布规律;并对施工方案进行了比选。②通过建立三维有限元模型,在埋深100m III级围岩工况下,分析对双碑隧道加宽带与普通段结合处(变截面)过渡段的整体稳定性,分析过渡段围岩在实际初期支护参数下的位移,应力和塑性区特征,同时分析喷混层的受力情况,得出过渡段变截面的最不利受力位置。通过以上研究方法得到以下结论:①各个工况下加宽段的安全系数不同,最小值为在埋深在150mIV级围岩工况下安全系数值为2,最大值为埋深100m III级围岩双洞工况下安全系数为4.6。②无论是从围岩位移还是从支护结构应力情况,加宽段与普通段结合处(变截面)最不利位置均在右侧拱腰,水平收敛值达到开挖跨度的0.6%,同时喷混层出现了拉应力,且数值达到了0.323Mpa,因此施工时应注意对变截面处的加固,必要时可增加端承处的喷射混凝土厚度,或者在端承处也植入锚杆,保证变截面的安全。