某隧道开挖过程中围岩稳定性数值模拟

摘要

本文基于宁夏民族自治区固潭市在建的炸山嘴隧道YK25+330～YK25+360段遇到围岩大变形的情况，及该断面开挖过程存在有渗水，为了防止后续工程出现类似情况，特选取YK25+250～YK25+280段及YK25+330～YK25+360段两处断面，利用ABAQUS建立模型从围岩稳定性及渗流入手进行计算分析，重点探讨了炸山嘴隧道开挖过程中围岩的应力，应变的变化情况及孔隙水压力分布规律，并讨论这些规律对隧洞稳定性的影响。
　　1）隧道的周边位移不仅和初始应力场、围岩本身的强度参数c、ρ值及隧道结构尺寸有关联，同时也与支护结构（支护阻力）有关系，支护阻力增大时，围岩属性位移将会减小，之反，支护阻力减小时，围岩属性位移将会增大，甚至失稳。
　　2）选取YK25+250断面和YK25+330断面，利用ABAQUS在合理的参数条件下建立二维模型计算发现，在该地质条件下拱顶沉降随着初支厚度、混凝土强度、锚杆长度的增大而减小，但影响到一定的值后，再增大对拱顶的影响可以忽略了。
　　3）选择断面YK25+250～YK25+280和YK25+330～Yk25+360在ABAQCS上建立三维模型，通过计算得到隧道开挖过程中周边围岩的应力应变及周围孔隙水压力变化情况。YK25+250～YK25+280段最大应力出现在两边边墙处，随着应力的增大，两边边墙处水平位移增大。孔隙水压力降至最小后围岩应力值增长速率减小。YK25+330～YK25+360段最大应力出现在拱顶处，随着应力增大，拱顶水平位移增大，孔隙水压力的变化也直接影响着应力的变化。
　　4）现场检测开挖段过程中地表位移、拱顶沉降，围岩周边收敛变形并对监测数据进行统计分析，找到隧道开挖过程中隧道围岩的变化规律，并与数值模拟计算所整理的数据进行对比。确定模拟计算的正确性和合理性，以该结果为依据指导后续的工程设计及施工。

目录

声明

1 绪论

1.1 问题的提出

1.2 研究现状综述

2.1 引言

2.2 隧道围岩初始应力状态

2.3 隧道围岩的二次应力场和位移场

2.4 三次应力场和位移状态

3.1 前言

3.2 二维模型计算

3.3 本章小结

4 某黄土隧道三维模型计算分析

4.1 对YK25+250～YK25+280段围岩受力和变形特征分析

4.2 对YK25+330～YK25+360段围岩受力和变形特征分析

4.3 本章小结

5.1 监控量测信息反馈方法

5.2 现场监控量测试验内容及方法

5.3 现场监控量测结果与分析

5.4 本章小结

6 结论与展望

6.1 本文研究工作总结

6.2 对下一步工作的展望

致谢

参考文献

附录