岩体隧道拱顶稳定性数值分析
2010-08-13李云龙刘炎炎郭牡丹关永平
水利与建筑工程学报 2010年3期
李云龙,刘炎炎,郭牡丹,关永平,刘 宇
(东北大学资源与土木工程学院,辽宁 沈阳110004)
0 引 言
地下工程开挖以前,岩体在原岩应力条件下处于平衡状态,开挖后地下洞室周围岩体发生卸荷回弹和应力重分布直至达到新的平衡。围岩应力重分布的主要特征是径向应力随着向自由表面的接近而逐渐减小,至洞壁处变为零,而切向应力的变化则有不同的情况,越接近自由表面,切向应力越低,有时甚至在临空面产生拉应力,而围岩的抗拉能力要远小于其抗压能力,所以在围岩内出现拉应力对围岩的稳定是极其不利的[1]。
经过理论与实践表明,地下工程围岩应力重分布主要取决于地下工程的形状和岩体的初始应力状态,而是否在临空面出现拉应力则和围岩的侧压力系数密切相关[1~3]。
本文将以重庆至长沙公路水江至界石段南湖隧道工程为实例,运用有限差分软件FLAC3D建立数值模型,模拟分析隧道施工所引起隧道拱顶的应力场、位移场的变化,分析不同的围岩侧压力系数对隧道拱顶的应力场和位移场的影响。
1 计算工况
重庆至长沙公路水江至界石段南湖隧道进洞口位于重庆市巴南区中部的南彭镇新铺子五社,靠近现南彭至石岗二级公路内侧,出洞口位于南彭镇鸳鸯六社,交通便利。
南湖隧道上下行分离设置,分离式路基设计线间距36 m,隧道轴线间距47 m,受平曲线影响,进口段隧道轴线之间的距离由47 m渐变为43.03 m,出口段隧道轴线之间的距离由47 m渐变为35.32 m。……
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