孙兴山， 董会飞， 苏兴炬， 艾小威

(1. 武汉大学土木建筑工程学院， 湖北 武汉　430072； 2. 龙岩市漳龙高速扩建工程有限公司， 福建 龙岩　364000)



漳龙高速公路扩建隧道围岩力学特性三维有限元分析

孙兴山1， 董会飞1， 苏兴炬2， 艾小威1

(1. 武汉大学土木建筑工程学院， 湖北 武汉430072； 2. 龙岩市漳龙高速扩建工程有限公司， 福建 龙岩364000)

摘要:为分析隧道扩建过程中围岩的力学特性，确保施工期间围岩的稳定性，以漳龙高速公路后祠隧道扩建工程为依托，建立了反映实际地形的三维有限元模型,对后祠扩建隧道施工期间地表沉降、拱顶下沉、周边位移的特征以及拱脚和拱顶的应力变化规律进行计算分析。计算结果表明： 原位扩建隧道位移变化规律不同于普通新建隧道位移变化规律，隧道原位扩建施工过程中，地表沉降曲线表现出了明显的非对称性； 隧道掌子面前方12 m及掌子面后方24 m范围内变形较为迅速，为非稳定变形段； 根据隧道拱顶位移曲线，提出了针对扩建隧道位移空间变化规律的公式，该公式能预测后祠隧道的变形，从而为施工提供建议和指导； 隧道拱脚表现为压应力集中区，随着开挖的进行，拱脚主应力逐渐增大，而拱顶主应力逐渐减小并向拉应力过渡，最终拱顶呈现出较小的拉应力。

关键词:后祠隧道； 扩建隧道； 大跨度； 力学特性； 三维有限元分析； 围岩位移

3D Finite Element Analysis on Mechanical Characteristics of Surrounding

0引言

随着公路交通运输量的大幅度增加，越来越多的高速公路隧道因交通量的饱和而被提上扩建日程。……