康欢欢

(重庆交通大学 土木工程学院，重庆400074）

1 概述

隧道建设的耗资大、周期长，在加快我国铁路网建设的同时，越来越重视既有隧道设施的再利用，而我国在隧道扩挖方面还缺乏一定的施工经验。铁路隧道扩挖经常采用爆破施工，难度大、干扰因素多、安全风险高，隧道周边岩体直接影响隧道开挖以后的稳定性以及衬砌设计的强度，当隧道平行导洞爆破扩挖掘进施工时对隧道围岩稳定性影响较大，容易造成隧道失稳，甚至发生工程事故。本文依托实际工程研究平行导洞爆破扩挖形成隧道正洞，采用有限元数值模拟方法对平行导洞爆破扩挖过程的力学特征进行分析，确保施工的安全以及施工进度顺利，加强对施工过程的管理。

2 有限元数值模型的建立与分析过程

2.1 有限元计算模型建立

为了保证数值分析的准确性与实际状况的贴合度，所截取岩土体的尺寸根据其他岩土工程有限元分析研究进行取值：隧道开挖横向左右岩土体取开挖洞径的3 到5 倍、竖直向下岩土体取开挖洞高的3 至5 倍、竖直向上直至地表。参考上述标准，数值模拟计算模型尺寸定为60m×40m×80m。本文可采用一般的理想弹塑性模型，选用摩尔- 库伦（Mohr-Coulomb）本构作为弹塑性模型的本构关系，选取M-C 屈服准则作为材料屈服的判定准则。

计算模型的材料参数选取如表1 所示。

表1

2.2 数值模拟中爆破动力荷载的施加形式与参数确定

在涉及爆破开挖的有限元数值模型中，选取合理的爆破参数对于数值模拟的结果的准确性发挥着至关重要的作用。……