文摘

公路隧道中发挥着越来越突出的作用在山区高等级公路交通发展的国家或地区。因此,有必要探讨围岩的变形特征的六车道multiarch隧道在不同开挖条件下。使用三维室内模型试验和有限元分析,本文研究车道施工的动态力学行为,揭示了围岩变形的整个过程的过程II级围岩在不同开挖条件,并提出了最佳施工和开挖方法。结果表明,开挖方案的最大位移速率III是最大的,最大位移速率的开挖方案我基本上是相同的开挖方案二。因此,控制围岩的位移速率、开挖方案的效果我基本上是一样的开挖方案二,III是贫穷而开挖方案。在施工工艺方面,方案二比计划我更简单,可以确保二次衬砌的完整性。因此,在II级围岩的支持项目,建议采用方案二世建筑。

1。介绍

近年来,土木工程发展迅速(1- - - - - -6]。作为一种重要的结构形式的土木工程,公路隧道中发挥着越来越突出的作用在山区高等级公路交通发展的国家或地区(7- - - - - -9]。隧道方案可以缩短里程,提高谱线形状,保护环境。作为隧道类型之一,multiarch隧道不仅可以满足分离的交通和挥手让车辆的要求,但也有更大的优势比隧道平面上分离线类型,门户位置选择,和土地的占领。因此,这种类型的隧道是广泛应用于高速公路和一级公路10,11]。与此同时,随着经济的发展和交通量的增加,双向四车道的隧道multiarch不能满足交通量的需求在某些领域和干线,因此,双向六车道multiarch隧道已经建成。

由于地质条件的多样性和复杂性的隧道围岩和隧道的不确定性的压力支持结构,隧道的设计和施工工程结构仍处于半理论、半经验的状态,和理论计算主要用于定性分析(12- - - - - -16]。multiarch隧道的开挖跨度大,再加上许多因素,如交互由开挖引起的,多个围岩的扰动和异步施工支持和衬里施工之间的两个主要的隧道,使其应力条件极其复杂。因此,对于multiarch隧道、现场监控、测量和分析是许多学者重要手段及时掌握围岩的动态变化和支护结构的应力,尤其是在复杂地质条件下。三浦等人全面衡量和分析新的托梅Meishin Tokyo-Kobe高速公路,并与四车道隧道(17]。吴等人研究了爆破振动控制multiarch隧道的现场试验(18]。刘等人详细介绍了变形的现场监测结果multiarch隧道建设中使用三个试点的京珠高速公路隧道的方法,并提出措施来抑制过度的围岩变形19]。依靠Hejiadaling复合弯曲multiarch隧道中墙在袁大道上,杨等人分析了发展和墙体应力的分布规律和墙底部压力复合曲线中隔墙的现场监视和测量数据20.]。

随着计算机和信息技术的迅速发展,数值模拟技术已经广泛应用于multiarch隧道的研究(21,22]。许多学者已经使用数值模拟方法来研究multiarch隧道。Yoshimura等人研究了围岩变形规律,在整个施工过程的Xinaofa multiarch隧道和验证有限元仿真计算的正确性使用预测和测量值的比较分析23]。Chikora等人模拟和分析了隧道开挖过程使用刚度下降法和减压法[24]。李和罗进行了敏感性研究的有限元输入参数和仿真结果25]。李等人研究了水下隧道的渗漏通过模型试验和数值模拟26]。

至于multiarch隧道的模型试验研究,李等人进行比例物理模型试验和数值模拟对浅埋隧道multiarch [10]。刘等人研究了加速度响应的浅埋偏压隧道multiarch结合振动台试验和数值模拟27]。利用数值模拟和模型试验的方法,敏等人研究了不对称的真正三维响应multiarch隧道结构引起的腔(28]。目前,很少有研究模型试验为双向六车道高速公路multiarch隧道在不同开挖条件下。

作为地下工程,隧道工程的岩体经历了长期的地质构造运动和形成一定的结构在一定地质环境。这种结构将不可避免地显示一个多变的材料响应范围。其工程力学行为及变形和破坏机制是随机和模糊,即。不确定,在主观和客观两方面。因为限制、不完备和获取信息和数据的不足,它是不确定的。针对这些力学特性等岩土工程的隧道,虽然高等数学和力学仍然是必要的和不可缺少的方法解决工程问题,利用相似理论和模型试验有利于突出主要矛盾复杂的测试过程,掌握和发现的本质特征和内在联系的现象。因此,模型试验已经越来越成为一个重要手段,国内外许多学者开展岩土工程研究。

本文将研究的动态力学行为六车道施工使用三维室内模型试验和有限元分析,并将揭示围岩变形的整个过程的二类不同开挖条件下围岩。围岩的变形特征的六车道multiarch隧道在不同开挖条件下进行了分析,并提出最好的建筑和开挖方法。

2。材料和方法

2.1。测试设备

使用相似模型试验的方法研究山区高速公路隧道的施工机械形式,把一个正方形平面的两倍隧道跨度和研究单位包括隧道为研究对象。有两种常见的方法来模拟隧道开挖。第一个是空心体加载方案。当模型形成,腔模拟隧道,保留和外部加载模拟外部边界条件和初始应力状态。使用这个模型,静态结构和围岩的机械形式可以模拟。使用这个模型来研究隧道施工的机械问题显然是不合理的,和它的物理过程不同于现实。第二个模型是测试身体模型。钻头开挖模拟隧道开挖,开挖变形的解决问题。然而,它不能测试模型的位移隧道周边墙。很难模拟隧道衬砌的支持,并且不能模拟隧道施工的整个过程。

研究人员希望设计一套测试系统,不仅可以模拟隧道工程或地下工程全面,但也通过测试研究隧道施工的机械形式。因此,基于上述两个模型,第三个模型,即,the highway tunnel similar model test system with loading first and then tunneling. The specific idea is as follows: the inner wall loading system located in the middle of a similar model is used to simulate the actual tunnel, and the boundary line between the inner wall and the model is just the inner contour of the actual tunnel. The cross section can be in the form of a single center circle or three-center circle to control the two dimensions of the clear width and clear height of the tunnel and ensure that the difference of the inner space area of the tunnel is less than 5%.

系统采用分级加载的方法“加载,然后开挖,”这使得模型开挖方法在实验室完全符合隧道的现场施工工艺来解决这个问题类似的公路隧道的施工状态。系统显示在图1。模式标本的大小是240厘米×160厘米×160厘米,和外围框架的大小反应系统是500厘米×500厘米×480厘米。

系统包括四个子系统,即外部加载子系统,内部加载子系统、数据采集与分析子系统,和相似性制模子系统。

2.2。材料

单一的设计净跨隧道模拟在这个实验中是15.28米,净高8.12米,双隧道的净跨32.15米,和模型的几何相似性比例是45。围岩是弱风化砂岩,属于二类围岩。密度是获得质量除以体积。单轴抗压强度、泊松比和弹性模量得到英斯特朗电液伺服疲劳试验机根据改善(图2)。凝聚力和内摩擦角与剪切试验获得。见表1具体材料参数。

2.3。测试程序

这个测试的主要过程是材料准备,模型制作,模型建立和模型试验。主要测试过程如图3。

这个实验将研究围岩的变形特性的六车道multiarch隧道在不同开挖条件下,因此,设计三种不同开挖条件。开挖方案我倒三个标题法,采用二次衬砌部分和开挖的模拟序列如表所示2。开挖方案二采用两个衬整体浇注三个标题法,和开挖的模拟序列如表所示3。开挖方案三世采用台式中导洞法,和开挖的模拟序列如表所示4。

3所示。实验结果分析

在这个实验中,模型试验进行了三组,每组模型试验和共有12个部分。在分析测试数据,测试数据的函数拟合。为了方便分析,典型的部分L3用于拟合分析。

隧道围岩的六车道multiarch大大被共同建设和位移历时曲线的形状复杂,因为这个施工扰动的影响。同时进行拟合分析,很难用精确的拟合曲线。实施后使用多项式和指数函数拟合分析,发现当使用常见的拟合函数,如多项式、指数函数R方值通常是小,值大,拟合程度很差。特别是,当使用高阶多项式拟合,将会有多个极端点,有一个很大的错误与实际曲线的形状。在这项研究中,希尔函数拟合,拟合程度是相对最好的。希尔函数的表达式如下: 在哪里一个,B,和n回归系数。

典型截面的位移历时曲线L3条件下三种开挖方案图所示4- - - - - -6。

一个典型截面位移曲线的拟合函数的开挖方案如表所示5。

当开挖方案I, II, III,采用相应的围岩的最大位移是0.23毫米,0.27毫米,0.29毫米,分别(如表所示6)。在模型试验,初步支持和二次衬砌的影响不是模拟,最后每个测点的位移值对应于每个开挖方案相对较近。每个开挖方案的最大位移值不是很不同。然而,从每个测点的位移的数值分析,可以看出,在控制围岩稳定、开挖方案我应该比开挖方案II和III。开挖方案二比开挖方案三。

经过比较和分析每个位移的曲线斜率(位移)持续时间曲线,可以发现,在所有开挖方案,每个测点的曲线斜率是最大的在挖掘当前步骤,即。位移率是最大的挖掘当前步骤的。同时,通过分析每个开挖方案的最大位移速率,可以看出开挖方案的最大位移速率III是最大的,最大位移速率的开挖方案我基本上是相同的开挖方案二。因此,控制围岩的位移速率、开挖方案的效果我是一样的开挖方案二,而开挖方案III是可怜的。

整体位移历时曲线的形状是一样的,一般的隧道,即。,它仍然是在s形,与开挖位移增加一步一步一步。然而,由于建设的墙,中间测点的位移曲线3(测点中隔墙顶部的)不同于s形,即。施工后,位移不增加中间的墙。

在先进的建设主要隧道,测点的位移在一定范围变化后主要隧道。同样的,在以后的建设主要隧道,围岩的位移在一定范围的主要先进的隧道也在改变。这表明,在两个主要的建设隧道,围岩扰动是显而易见的,特别是在主要先进的隧道的开挖。

大部分测点的位移时的最大挖掘当前部分,及其位移通常超过40%的最终位移测量的点。这一比例小于分离隧道具有相同的宽度,这主要是因为两个主要的围岩隧道施工中会相互干扰,导致连续其他隧道的围岩的位移。

作为先进的建设主要隧道有很大的干扰后主要的围岩隧道,大部分的位移后的围岩拱顶主要隧道大于相应测点的主要先进的隧道。

拱顶出土时,测点1的位移或测点5会减少。它表明,在一个断面multiarch隧道,当围岩侧压力系数大,拱开挖会引起围岩的向外扩张的拱腰。multiarch隧道施工期间,应特别注意这种扩张现象,以避免事故的发生。

从不同测点的位移的比较在同一节中,可以看出,拱顶的位移远远大于其他测量的点,即,解决拱顶远远大于水平收敛,尤其是侧壁的位移测量分1和5)很小,和一些位移向外扩张。这表明,对于大截面multiarch隧道,围岩开挖后,土壤中拱变形进入隧道自重应力场的作用下,导致双方的土的压缩。因此,车道multiarch隧道的拱顶沉降的关键因素应该是围岩稳定性判据。

四车道分开隧道开挖的影响范围通常是大约的时间隧道跨度的工作面2∼3倍的隧道工作面跨度。为六车道multiarch隧道,它可以从位移历时曲线的形状和趋势的影响范围上的左和右隧道施工围岩大于分离的隧道;尤其是后的开挖的影响范围主要隧道围岩位移大于3倍隧道跨度开挖前后表面。

基于上述分析,可以看出,在控制围岩的稳定,二次衬砌节段的影响倒三标题法(计划)是大致相同的,二次衬砌整体浇注三个标题方法(方案二),可以确保围岩的基本稳定。中间的步骤方法导洞(方案3)很差。在施工工艺方面,二次衬砌的整体浇注三标题法(方案二)比节段倒三个标题简单的二次衬砌方法(方案),它可以确保二次衬砌的完整性。因此,在II级围岩的支持项目,推荐使用二次衬砌整体浇注三种施工方法(方案二)。

4所示。有限元分析

4.1。项目介绍

2 d -σ程序是一个商业软件包由Softbrain有限公司成功开发有限公司和市场。它具有以下突出特点:实现快速建模有限元方法的有机结合,自动网格生成和优化调整,分析结果的可视化,屏幕操作。它可以很容易地复制阶段或分区优化站点的施工过程,并自动完成治疗。嵌入的文件处理系统可以轻松打印图表、报告和论文。

4.2。施工方案和模型参数

三个施工方案和材料参数与模型试验相一致。设计一个隧道净跨15.28米,净高8.12米,双隧道的净跨32.15米。左和右边界采取隧道中心的水平距离的3 D (D单中心圆形隧道的直径),较低的边界采取垂直距离隧道中心的3 D,上限是采取隧道顶部地面(隧道埋深12.9米)。左和右边界设置为水平约束,垂直约束,底部和顶部作为自由表面。

2 d -σ建立了力学模型,自动划分有限元网格,并优化网格。弹塑性模型,基于非标准,平面应变元素用于数值模拟。模拟的主要支持和二次衬砌的固体元素;螺栓杆模拟的元素。

在计算过程中,围岩的自重和支持材料将被自动装载和侧压力系数计算根据方程(2)。在计算过程中,喷射混凝土层和地脚螺栓的作用反映在轴承原位应力的释放荷载,即。隧道开挖后,一部分原地应力的释放。开挖部分的剩余的原位应力释放后喷射混凝土层和地脚螺栓安装。原位应力释放率的确定结合隧道工程的实测结果和施工经验的工程师。在这种有限元计算,每个阶段的原位应力释放率是20%的围岩,最初支持的20%,和60%的二次衬砌。统一先进假设隧道施工,开挖面附近围岩的流变效应并不认为,然而,单独开挖表面被认为是空间的影响。 在哪里侧压力系数和吗是围岩的泊松比。

4.3。结果分析

4.3.1。最大主应力

首先,计划我的最大主应力分析(图7):左墙:这部分不会改变的最大主应力明显在中间的墙的建设,然而,当左导洞构造,围岩的应力释放,应力松弛系数约为69%。在对隧道的建设,这一点对最大主应力的影响也非常小,但是围岩的最大主应力会增加左主干隧道施工。然而,它并没有达到原来的压力,只有恢复到72%的原始压力。左库:不改变最大主应力明显在中间的墙的建设和飞行员隧道两侧,和它的价值只减少了2.3%。然而,对隧道的施工,在这个地方增加的压力。与初始状态相比,最大主应力增加3.6%。施工的主要隧道左隧道,在这个地方急剧减少压力,最后的最大主应力是只有33.5%的原始压力。应力松弛系数是66.5%。中隔墙顶部:最大主应力将降低中间导洞施工期间,但是随着建设的进步,尤其是双方主隧道的建设,围岩压力会增加,最后,围岩的最大主应力将达到230.5%的原始状态。正确的库:不改变最大主应力明显在中间和侧墙试点建设隧道两侧,和它的价值只减少了3.0%。然而,在对隧道的建设,压力在这个地方将大幅减少。最后,最大主应力是只有26.2%的原始应力和应力松弛系数是73.6%。在离开隧道的建设,这个地方将会增加压力,最大主应力增加36.1%的原始压力。右墙:最大主应力在将逐步减少这部分的建设上台阶中间导洞和右主隧道,和初始应力的最小值仅为29.2%。然而,随着对隧道的二次衬砌的施工和施工步骤,最大主应力的增加,最后,它达到60.6%的原始状态。

其次,分析了方案二世的最大主应力(图8):左墙:这个指数的小变化中隔墙的施工期间,但当左导洞构造,围岩的应力释放,应力松弛系数是71.7%。在对隧道的建设,这一点对最大主应力的影响也非常小,但在建设的主要左隧道,隧道围岩的最大主应力会增加,但它没有回到原来的压力,这是73.6%的原始压力。左库:在中间和侧墙试点建设隧道两侧,变化不明显。它的价值只减少了1.6%。然而,对隧道的施工,压力将会增加,这与原来相比增加6.0%的状态。施工的主要隧道左隧道,压力将急剧减少。最后,只有27.1%的原始值压力、应力松弛系数是72.9%。中隔墙顶部:它将减少在中导洞施工。然而,随着施工的进展,特别是建设双方的主要通道,围岩压力会增加,最后,围岩的最大主应力将达到226.7%的原始状态。正确的库:在中间和侧墙试点建设隧道两侧,这一部分的变化不明显,其价值只减少了2.7%。然而,在对隧道的建设,压力将急剧减少。最后,只有29.0%的原始值压力、应力松弛系数是71.0%。施工的主要隧道左隧道,压力将会增加,最后,将达到29.2%的原始压力。右墙:这一部分将逐步减少在建设上步骤中导洞和正确的主要通道。初始应力的最小值仅为28.2%。然而,随着对隧道的二次衬砌的施工和施工步骤,最大主应力的增加,最后,它达到78.6%的原始状态。

最后,第三次方案的最大主应力分析(图9):左墙:这个指数变化的小在中隔墙的施工和正确的隧道。然而,在左边的建设隧道,围岩的应力释放。应力松弛系数为78.1%,应力值是21.9%的原始压力。左库:在建设中隔墙和左隧道,该指数变化很少。对隧道的建设后,指数只下降了5.2%。在上一步对隧道的建设,大量的压力释放,和指数大大降低,这是只有32.0%的原始地应力。左隧道的建设下步在这个地方的压力影响很小,只有与上一步相比增加2.2%。中隔墙顶部:中间导洞施工期间,压力释放后,和这个值减少72.8%的原始地应力。与主隧道建设的左右,这个值逐渐增加,最后,它增加到236.0%的原始地应力。正确的库:在建设中导洞和上一步的隧道,这个位置的应力值逐渐降低,最小值是只有36.2%的原始应力状态。低的建设步骤正确的隧道和左隧道,这个位置的应力值逐渐增加,最后,它返回到最初的原位应力的51.8%。右墙:大幅增加这一部分中导洞施工期间,上一步。施工后的上一步对隧道,压力增加到263.8%的原始地应力。在低的建设步骤,压力急剧降低,应力值降低235.1%的原始地应力。左隧道的建设对应力影响不大。当左隧道的二次衬砌完成后,这个值仍然是222.2%的原始地应力。

4.3.2。最小主应力

首先,我分析了方案的最小主应力(图10):左墙:最小主应力的增加不断建设的进步。中间导洞施工期间,其价值仅增加了3.5%。然而,在建设左导洞,压力增加28.7%。在离开隧道的建设,最小主应力没有明显改变。左隧道施工期间,最小主应力显著增加,与原来的压力相比,增长了59.8%。左库:最小主应力会增加略有建设过程中导洞和右主隧道。然而,压力也会减少左隧道的施工。最后,最小主应力是只有72.2%的原始压力。中隔墙顶部:最小主应力随施工的进展,最后,它达到322.7%的初始应力。正确的库:最小主应力会增加略在隧道建设的试点。然而,压力也将大幅减少对隧道的建设期间,71.1%的初始应力。左隧道的施工,最后最小主应力会回到75.6%的原始压力。正确的墙:最小主应力增加而建设的进步从357.3 kPa的原始压力289.1 kPa,增长了162.9%。

其次,方案二的最小主应力分析(图11):左墙:随着建设的进步,中间导洞只增长了3.1%。然而,在建设左导洞,压力增加了29.0%。左边主隧道施工期间,最小主应力没有明显变化。左边主隧道施工期间,最小主应力显著增加,增加81.5%相对于原始压力。左库:它将小幅升值导洞施工和正确的主要通道。然而,压力也会减少左隧道的施工。最后,只有71.8%的原始值的压力。中隔墙顶部:随施工的进展,最后,它达到233.9%的初始应力。正确的库:它将小幅升值在隧道建设的试点。然而,压力也将大幅减少对隧道的建设期间,71.6%的初始应力。剩下的建设隧道,这个值会回到83.2%的原始压力。右墙:随着建设的进步,原有的压力从373.0 kPa增加到682.2 kPa,增长了183.9%。

最后,第三方案的最小主应力分析(图12):左墙:随着建设的进步,中间导洞和右隧道施工期间变化不大。它只增加了3.7%,但压力显著增加施工的上下台阶左隧道,相对于原来的压力增加了166%。左库:在中导洞和右隧道的建设,这个指数的变化相对较小,仅增加了12.0%。然而,在建设上台阶的隧道,这个指数大幅下跌,这个值是只有56.9%的原始状态。在左侧隧道建设的步骤,这个值略有增加,达到67.0%的原始压力。中隔墙顶部:这个值也减少中间导洞施工期间。与主隧道建设的左右,应力值逐渐增加,最大值增加238.7%的原始地应力。正确的库:飞行员隧道施工期间,压力会略有上升。然而,在上一步对隧道的建设,压力将大幅减少,这是68.1%的初始应力。剩低的建设步骤,隧道,将返回值90.6%的原始压力。正确的墙:在建设中导洞,应力值变化小。然而,随着对隧道的建设上一步,该指数大幅增加,达到320.0%的原始地应力。在低的建设步骤,该指数将下降8.1%。左隧道的建设基本上没有对指数的影响。

4.3.3。位移

首先,计划我的位移(图分析13):左墙:位移在这个地方很小。侧导洞施工,位移达到最大,为0.9毫米。随着建设的进步,在这个地方减少位移,最后位移只有0.5毫米。左库:这个位置的位移很大。导洞施工期间,在这个位置的位移是只有0.6毫米。在构建合适的隧道,位移在这个位置几乎翻了一倍,达到1.2毫米。在构建的主要左隧道,隧道位移在这个位置迅速增加到3.1毫米。中隔墙顶部:在这个地方小,位移和最大价值只有2.0毫米。施工的步骤主要隧道,解决在这里达到2.0毫米的最大价值。二次衬砌的施工后,围岩的解决在这个地方显示了上升趋势,最后位移返回到1.3毫米。正确的库:这个地方的位移相对较大。在隧道的建设试点,位移在这个地方只有0.6毫米。在构建合适的隧道,位移在这里迅速增加,达到3.2毫米。和二次衬砌的施工主要隧道左隧道,解决在这个地方有所上升,最后,它稳定在2.8毫米。右墙:位移在这个地方很小。侧导洞施工,位移达到最大,为0.9毫米。随着建设的进步,在这个地方减少位移,最后位移只有0.5毫米。

其次,方案二的位移(图分析14):左墙:位移在这个地方很小。侧导洞施工,位移达到最大,为0.9毫米。随着建设的进步,在这个地方减少位移,最后位移只有0.8毫米。左库:位移在这个地方很大。在隧道的建设试点,位移在这个地方只有0.6毫米。在构建合适的隧道,位移在这个地方基本上没有变化。在构建的主要左隧道,隧道位移在这里迅速增加,达到3.9毫米。中隔墙顶部:在这个地方小,位移和最大价值只有1.3毫米。在构建合适的低一步,解决在这里达到1.3毫米的最大价值。二次衬砌的施工后,围岩的解决在这个地方略有反弹,最后位移返回到1.2毫米。正确的库:在这个位置是相对较大的位移。在隧道的建设试点,位移在这个位置只有0.6毫米。在构建合适的隧道,这个位置的位移迅速增加,达到3.9毫米。剩下的主要隧道建设的隧道,解决在这个位置篮板,最后,它稳定在3.5毫米。右墙:位移在这个地方很小。侧导洞施工,位移达到最大,为0.8毫米。随着建设的进步,在这个地方减少位移,最后位移只有0.2毫米。

最后,第三方案分析(图的位移15):左墙:位移在这个地方很小。建设上的步骤中正确的隧道,隧道,位移很小,只有0.3毫米。的建设下的台阶左隧道,最大位移为0.8毫米。左库:在中间试点建设隧道,围岩的位移为0.4毫米。在构建合适的隧道,位移值没有改变。在上一步离开隧道的建设,最值变化,解决达到3.1毫米。低的建设步骤,位移值进一步增加,最后,它达到4.2毫米。中隔墙顶部:中间导洞施工期间,在这个地方达到最大位移值,1.0毫米。随着建设的进步,位移处于波动状态,最后,它稳定在0.9毫米。正确的库:位移在这个地方很大。在隧道的建设试点,位移在这个地方只有0.6毫米。施工的步骤正确的隧道,位移在这里迅速增加,达到3.5毫米。在建设下的台阶,价值将减少3.2毫米。剩下的建设隧道,位移值达到3.8毫米的最终价值。右墙:位移在这个地方很小。在低的建设步骤正确的隧道,0.3毫米的位移达到最大。左隧道的建设基本上没有在这个地方对位移的影响。

4.3.4。失败的距离(安全系数的倒数)

首先,分析了故障距离的方案我(图16):左墙:侧导洞施工,围岩的压力在这个地方是最不利的,和损失接近达到0.82。然而,主隧道左隧道的建设有利于围岩稳定在这个地方,和损伤邻近减少到0.67。左库:这里的围岩是相对安全的,距离只有0.21的最大伤害。中隔墙顶部:这里的围岩是相对安全的,距离只有0.35的最大伤害。正确的库:这里的围岩是相对安全的,距离只有0.38的最大伤害。右墙:侧导洞施工,围岩的压力在这个地方是最不利的,和损失接近达到0.81。然而,主隧道的建设有利于围岩稳定在这个地方,和损失接近最终减少到0.72。

其次,分析了方案二世的故障距离(图17):左墙:侧导洞施工,围岩的压力在这个地方是最不利的,和损失接近达到0.82。然而,主隧道左隧道的建设有利于围岩稳定在这个地方,和损伤邻近减少到0.73。左库:这里的围岩是相对安全的,距离只有0.25的最大伤害。中隔墙顶部:这里的围岩是相对安全的,距离只有0.36的最大伤害。正确的库:这里的围岩是相对安全的,距离只有0.22的最大伤害。右墙:侧导洞施工,围岩的压力在这个地方是最不利的,和损失接近达到0.82。然而,主隧道的建设有利于围岩稳定在这个地方,和损失接近最终减少到0.71。

最后,失败接近第三方案分析(图18):左墙:在建设中导洞和右隧道,围岩处于相对安全的范围内。然而,上部和下部的建设步骤左隧道,围岩会损坏。施工的步骤正确的隧道,围岩的破坏接近达到0.93。施工的步骤正确的隧道,围岩的破坏接近达到1.2时,围岩处于受损状态。左库:这里的围岩是相对安全的,距离只有0.38的最大伤害。中隔墙顶部:这里的围岩是相对安全的,距离只有0.36的最大伤害。正确的库:这里的围岩是相对安全的,距离只有0.22的最大伤害。右墙:低的建设步骤正确的隧道的围岩是最不利的条件,和围岩的破坏接近达到0.73,而左隧道的建设基本上没有对围岩的安全的影响。

5。讨论

最大主应力和最小主应力的侧壁比库的要大得多。这主要是因为大型开挖跨度和平坦的部分。产生的压力区围岩组合结构的支持和增加和传播方面或拱脚挤压围岩,特别是当侧压力系数小和垂直压力是最主要的压力。

II级围岩条件下,当计划我采用建设、拱顶沉降是最小的。,3.2毫米。方案二的拱顶沉降是3.9毫米,方案三是最大的,也就是说。,4.2毫米。从图可以看出19,无论采用施工方案,拱顶的位移是最大的,和加固拱顶的围岩条件,以确保不会损坏和不稳定。

II级围岩条件下,当第三方案采用建设,距离是最大的损失。、1.2和左墙损坏。从图可以看出20.,无论采用施工方案,侧壁的距离是最大的损失,和侧壁的强化是一种围岩条件,以确保不会损坏和不稳定。

II级围岩条件下,当第三方案采用建设、围岩的位移的拱顶是最大的,还有一个失败区在边墙的围岩,尤其是左墙。在施工方案,尽管的拱顶围岩的位移是最小的,内衬的应力结构和施工过程是复杂的。考虑的因素,如位移、压力、破坏邻近,和施工过程,推荐采用方案二世建设。

6。结论

使用模拟测试的六车道高速公路multiarch隧道在不同开挖条件和测试数据的分析,得到以下结论和建议:(1)实验与隧道施工开挖方法完全一致的过程,它解决问题的模拟公路隧道的施工状态(2)这个实验真正反映了基坑的三维空间问题,揭示了三阶段的整个过程的位移tunnel-surrounding岩石(3)在弱风化砂岩(II级围岩),推荐使用二次衬砌整体浇注三种施工方法(方案二)

数据可用性

使用的数据来支持本研究的发现可以从相应的作者。

的利益冲突

作者宣称他们没有竞争的经济利益或个人关系可能出现影响这项研究报告的工作。

确认

本研究特色创新基础研究基金支持的项目的学院和大学在广东省(2020 ktscx288)。