雙孔隧道
關(guān)注創(chuàng)建者：計算巖土力學(xué) 創(chuàng)建時間：2023-10-16
雙孔隧道的實例教程
摘 要：針對雙孔隧道在施工過程中產(chǎn)生的復(fù)雜應(yīng)力場與位移場，通過有限差分軟件FLAC3D數(shù)值模擬，采用Drucker-Prager準(zhǔn)則作為巖土體塑性屈服準(zhǔn)則，計算得到雙孔隧道開挖及支護后隧道的應(yīng)力場及位移場分布規(guī)律。進而分析得到了雙孔隧道需要支護的關(guān)鍵位置及錨桿最小設(shè)計長度要求。結(jié)果表明：采用噴錨支護能夠有效阻止塑性區(qū)的擴大，對提高圍巖承載能力影響顯著。
關(guān)鍵詞：FLAC3D;噴錨支護;雙孔隧道;巖土工程;圍巖;
雙孔隧道作為現(xiàn)在主要的公路隧道形式，由于其獨特的構(gòu)造以及復(fù)雜的受力形式，成為了現(xiàn)在隧道建設(shè)者研究的重點與難點，尤其當(dāng)兩個隧道間距較小時，在圍巖上覆荷載與支護反力共同作用下就會形成更加復(fù)雜的應(yīng)力場。
目前隧道穩(wěn)定類的研究方法主要有解析法和數(shù)值模擬兩大類。對于隧道穩(wěn)定類問題，有大量學(xué)者對此點進行了相關(guān)研究。趙明華等[1]基于有限元極限分析雙孔隧道的穩(wěn)定性，得出影響隧道穩(wěn)定的相關(guān)因素。李揚等[2]基于有限元軟件Midas對淺埋雙孔隧道開挖順序進行了相關(guān)研究。但是他們都是采用有限元軟件進行了相關(guān)研究工作。也有學(xué)者采用有限差分軟件[3,4,5,6,7,8]進行了相關(guān)研究，但是他們都是研究單孔隧道或者煤礦等，在開挖及支護后圍巖的應(yīng)力及位移分布。采用有限差分軟件FLAC3D進行雙孔隧道開挖及支護研究的則相對更少。
因此本文采用有限差分軟件FLAC3D對雙孔隧道在開挖和支護兩種工況下，進行了相關(guān)的數(shù)值模擬，同時分析了開挖后以及采用錨噴支護后隧道塑性區(qū)分布特點，縱向應(yīng)力場、位移場分布規(guī)律。
1 圓形隧道理論模型
關(guān)于圍巖塑性區(qū)發(fā)展理論，基于Mohr-Coulomb準(zhǔn)則計算的Fenner公式比較經(jīng)典，但其未考慮中間主應(yīng)力對于巖石強度的影響。而中間主應(yīng)力對巖石強度的影響程度為20%～50%[9],顯然不考慮中間主應(yīng)力對于計算結(jié)果是有影響的。
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