西南交通大学学报 2005, 40(3) 298-302 DOI:     ISSN: 0258-2724 CN: 51-1277/U

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佘 健
 何 川
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高速公路隧道施工全过程三维弹塑性数值模拟

佘 健; 何 川

西南交通大学土木工程学院,四川成都610031

摘要

为了获得开挖过程中隧道结构体应力、应变和位移规律,以渝黔二期笔架山隧道北端洞口段实态建模, 采用有限元程序对施工全过程进行了三维弹塑性数值模拟,并与现场实测数据进行了比较.研究结果表明,开挖 对围岩影响较大的范围在开挖面四周5 m以内,且上台阶开挖的影响大于下台阶开挖;围岩沉降和水平位移在 开挖前已完成1/3;围岩塑性区位于开挖面前1. 5 m范围内,锚杆主要受本施工段上台阶开挖的影响.

关键词 隧道   软弱围岩   弹塑性   三维有限元分析   现场测试   

3D Elasto-plastic Numerical Simulation of Entire Construction Process for H ighway Tunnel

SHE Jian; HE Chuan

School ofCivilEng., Southwest JiaotongUniversity, Chengdu 610031, China

Abstract:

In order to obtain the regularities of stress, strain and displacement of tunnel structures during excavation, the northern end ofBijiashan tunnel in the 2nd stageYu-Qian projectwasmodeled and its construction process was numerically simulated with 3D elasto-plastic finite elementmethod (FEM). Comparison between simulated and in-situ tested results shows that the range with a great influence of tunnel excavating on surrounding rock is5m around an excavation face, excavation of the upperbench has a greater effect than that of the lower bench, and one-third of total settlement and horizontal displacement of surrounding rock has generated before excavating. In addition, the plastic zone in surrounding rock ranges 1. 5 m in the front of an excavating face, and rock bolts are mainly influenced by the excavation of the upperbench in the current construction step.

Keywords: soft rock   elasto-plasticity   3D FEM   in-situ test    tunnel  
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