文档介绍：应力释放与开挖方法对隧道支护受力及地表沉降的影响院系:土木工程与力学学院专业:结构工程姓名:杨珺博导师:董辉副教授 2 ?研究意义与现状?应力释放的实现方法?隧道支护受力特性与地表沉降的有限元分析?浏阳河隧道地表沉降处理与模拟分析?结论与展望论文结构 3 ?问题的提出地表沉降分布与支护受力大小是影响隧道施工安全的主要因素,在实际工程中,因沉降过大或支护破坏导致的工程事故时有发生,如何根据实际工程情况,有效的控制地表沉降和优化支护受力,是技术人员急需解决的问题。因此,有必要分析各因素对地表沉降和支护受力的影响特征。一、研究意义与现状 4 水文条件土体性质断面类型开挖方法应力释放影响因素?目前研究现状一、研究意义与现状 5 一、研究意义与现状(1)围岩受开挖扰动必然会释放一定比率的应力,而实际工程中的应力变化复杂多样,难以精确的测量,目前对其的研究还不充分。(2)开挖方法对地表沉降和支护受力的影响显著,当前对山岭浅埋隧道的研究较多,而对穿江隧道洞口段的研究则较少。(3)目前隧道断面大都为多心圆组合,其力学特性已得到广泛的认可和验证。(4)土体性质和水文条件可通过超前预报得到详细资料, 进而推断出实际地质情况。?为什么要研究 6 ?研究内容因此,本文在以上基础上,主要研究以下三方面内容: (1)地应力释放率对隧道地表沉降和支护受力的影响特征。(2)隧道地表沉降和支护受力对不同开挖方法的响应规律。(3)浏阳河隧道地表沉降数据分析与数值模拟。一、研究意义与现状 7 一、研究意义与现状理论分析,为模型选择提供依据对比分析模拟沉降和实测沉降,总结地表沉降的分布规律与特征对浏阳河隧道监测数据进行分析处理建立有限元模型, 对数值模拟进行二次开发模拟分析应力释放率对支护受力与地表沉降的影响特征模拟分析开挖方法对支护受力与地表沉降的影响特征根据浏阳河工程实际,模拟分析地表沉降规律特征图1-1 技术路线图 8 ?等效节点力计算 1 1 1 1 1 2 2 1 1 2 2 1 1 1 1 1 1 2 2 1 1 2 2 1 1 2 ( ) 2 ( ) 61 2 ( ) a 2 ( ) 6 i i i i i i i x x x x xy xy xy i i i i i i i y y y y xy xy xy p b b b b a a a a p a a a b b b b ? ?????? ?????? ? ??? ? ???? ?? ???????? ?????? ?? ???????? ??? b 1b 2?? yx i1? yx i?? yx i1 1i xy???? xy i1? xy ia 1a 2?? y i 1? y i?? y i 1 ?? x i 1? x i?? x i 1? i1 i? i11i? i 1i?? i1 i? i1 二、应力释放的实现方法 9 二、应力释放的实现方法?应力释放的实现本文是将隧道简化为平面问题进行考虑的,模拟过程中的应力释放是通过给等效节点力乘以一个( 1-A ) 的系数,并将其反向施加在开挖边界上来实现的,其中 A表示应力释放率。 10 三、支护受力与地表沉降的有限元分析图 3-3 隧道开挖计算模型