关虎冲隧道施工过程数值模拟与分析

2014-03-21张王杰

采矿技术 2014年1期

张王杰

(中铁二十局集团，陕西渭南市 714000)

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隧道施工由于其复杂的工程地质状况和诸多未知的因素，其安全性向来备受关注。由于隧道开挖过程难以用室内试验来模拟，因此，数值模拟手段成为研究隧道施工的重要方法。国内外在对隧道施工过程进行数值模拟方面取得了丰富的成果，充分证明了数值模拟手段的有效性。王文正等人[1]采用“施加虚拟支撑力逐步释放法”来模拟隧道开挖过程中应力的逐步释放，并通过ANSYS软件完全实现对隧道和地下结构等施工过程的数值模拟。霍润科等人[2]模拟了隧道的动态开挖过程，分析了开挖过程中围岩应力和应变的变化规律，并对施工过程中位移量较大及应力集中现象比较明显的部位进行了重点研究。彭璟等人[3]用有限元法针对三台阶和上下台阶法进行了分析，得出了上下台阶法围岩变形和塑性区分布比三台阶法小，三台阶法锚杆轴力、初期支护及二衬应力则比上下台阶法小的结论。夏才初等人[4]实测了相思岭隧道的中墙应力，并与有限元法计算结果进行比较，指导了现场施工。胡岩松[5]采用ANSYS软件对隧道施工全过程进行了数值模拟。本文针对某高速公路隧道的施工过程，应用有限元方法进行了数值模拟，研究了隧道开挖过程中的围岩变形状况。