隧道監(jiān)控量測有限元計算PPT課件

1、福建省交通科學(xué)技術(shù)研究所1目 錄1 分析工況及計算模型確立 2 基于三維有限元分析隧道施工效應(yīng) 3 圍巖等級影響分析及監(jiān)控方案 4 開挖方法影響分析及監(jiān)控方案 5 隧道高寬比影響分析及監(jiān)控方案 6 隧道埋深影響分析及監(jiān)控方案 7 搖前隧道計算分析 8 結(jié)論第1頁/共106頁福建省交通科學(xué)技術(shù)研究所21 分析工況及計算模型確立分析因素圍巖等級開挖方法隧道高寬比隧道埋深工況級圍巖全斷面開挖0.6950m級圍巖分臺階開挖0.48100m級圍巖左右分步開挖/300m分析工況設(shè)置 第2頁/共106頁福建省交通科學(xué)技術(shù)研究所31 分析工況及計算模型確立基本計算工況圍巖：級埋深：100m開挖方式：全斷面隧道

2、橫截面：三心圓加仰拱，高寬比0.69初襯：錨噴支護第3頁/共106頁福建省交通科學(xué)技術(shù)研究所41 分析工況及計算模型確立隧道截面幾何尺寸示意圖第4頁/共106頁福建省交通科學(xué)技術(shù)研究所51 分析工況及計算模型確立各介質(zhì)力學(xué)參數(shù) 名稱彈性模量E/GPa泊松比重度/(kN/m3)粘聚力c/MPa內(nèi)摩擦 角/級圍巖3.00.29240.435級圍巖1.00.35220.1030級圍巖0.40.41180.02525錨桿2000.2578/襯砌200.2528/第5頁/共106頁福建省交通科學(xué)技術(shù)研究所61 分析工況及計算模型確立圍巖網(wǎng)格劃分示意圖第6頁/共106頁福建省交通科學(xué)技術(shù)研究所71 分析工

3、況及計算模型確立開挖巖體網(wǎng)格劃分 第7頁/共106頁福建省交通科學(xué)技術(shù)研究所81 分析工況及計算模型確立襯砌及錨桿網(wǎng)格劃分 第8頁/共106頁福建省交通科學(xué)技術(shù)研究所91 分析工況及計算模型確立二維圍巖網(wǎng)格劃分 襯砌及錨桿分布第9頁/共106頁福建省交通科學(xué)技術(shù)研究所10目 錄 1 分析工況及計算模型確立 2 基于三維有限元分析隧道施工效應(yīng) 3 圍巖等級影響分析及監(jiān)控方案 4 開挖方法影響分析及監(jiān)控方案 5 隧道高寬比影響分析及監(jiān)控方案 6 隧道埋深影響分析及監(jiān)控方案 7 搖前隧道計算分析 8 結(jié)論第10頁/共106頁福建省交通科學(xué)技術(shù)研究所112 基于三維有限元分析隧道施工效應(yīng) 施工過程動態(tài)

4、仿真基本原理 對各施工階段的狀態(tài)表達式： 對每個施工步，增量加載過程的表達式：第11頁/共106頁福建省交通科學(xué)技術(shù)研究所122 基于三維有限元分析隧道施工效應(yīng) 計算結(jié)果分析 第12頁/共106頁福建省交通科學(xué)技術(shù)研究所132 基于三維有限元分析隧道施工效應(yīng) 計算結(jié)果分析 施工對隧道圍巖應(yīng)力影響 第13頁/共106頁福建省交通科學(xué)技術(shù)研究所142 基于三維有限元分析隧道施工效應(yīng) 計算結(jié)果分析 施工對隧道圍巖應(yīng)力影響 第14頁/共106頁福建省交通科學(xué)技術(shù)研究所152 基于三維有限元分析隧道施工效應(yīng) 計算結(jié)果分析 施工對隧道圍巖應(yīng)力影響 第15頁/共106頁福建省交通科學(xué)技術(shù)研究所162 基于三

5、維有限元分析隧道施工效應(yīng) 計算結(jié)果分析 施工對隧道圍巖應(yīng)力影響 隧道開挖是一個復(fù)雜的先加載后卸載的過程循環(huán)荷載易造成低強度圍巖發(fā)生屈服破壞，從而喪失穩(wěn)定性隧道開挖卸荷效應(yīng)表現(xiàn)：拱底最為明顯 拱頂次之 拱腰最弱 主應(yīng)力最大值出現(xiàn)在拱腰，在進行應(yīng)力監(jiān)控量測時首先應(yīng)考慮拱腰部位。第16頁/共106頁福建省交通科學(xué)技術(shù)研究所172 基于三維有限元分析隧道施工效應(yīng) 計算結(jié)果分析 施工對隧道變形影響 施工過程中位移變化曲線 z向：變形持續(xù)增加，最后達到穩(wěn)定x向：變形相對較小y向：變形先增加后減小拱頂和仰拱以豎向拱頂和仰拱以豎向變形監(jiān)測為主變形監(jiān)測為主 第17頁/共106頁福建省交通科學(xué)技術(shù)研究所182 基

6、于三維有限元分析隧道施工效應(yīng) 計算結(jié)果分析 施工對隧道變形影響x方向位移在增加后出現(xiàn)減小的過程拱腰以監(jiān)測水平向周邊收斂為主 施工過程中位移變化曲線 第18頁/共106頁福建省交通科學(xué)技術(shù)研究所192 基于三維有限元分析隧道施工效應(yīng) 計算結(jié)果分析 施工對隧道變形影響洞內(nèi)監(jiān)測數(shù)據(jù)一般無法反映前期施工對圍巖產(chǎn)生的擾動影響；洞外監(jiān)測應(yīng)提前布點，充分了解施工擾動效應(yīng)。第19頁/共106頁福建省交通科學(xué)技術(shù)研究所20目 錄 1 分析工況及計算模型確立 2 基于三維有限元分析隧道施工效應(yīng)3 圍巖等級影響分析及監(jiān)控方案 4 開挖方法影響分析及監(jiān)控方案 5 隧道高寬比影響分析及監(jiān)控方案 6 隧道埋深影響分析及監(jiān)

7、控方案 7 搖前隧道計算分析 8 結(jié)論第20頁/共106頁福建省交通科學(xué)技術(shù)研究所213 圍巖等級影響分析及監(jiān)控方案 圍巖等級對隧道圍巖應(yīng)力的影響及監(jiān)控方案 拱頂圍巖應(yīng)力 zz，1： 差異不明顯xx，3： 級圍巖最大 級圍巖最小第21頁/共106頁福建省交通科學(xué)技術(shù)研究所223 圍巖等級影響分析及監(jiān)控方案 圍巖等級對隧道圍巖應(yīng)力的影響及監(jiān)控方案 隧道圍巖應(yīng)力分布 3分布云圖1分布云圖仰拱部分單元出現(xiàn)拉應(yīng)力第22頁/共106頁福建省交通科學(xué)技術(shù)研究所233 圍巖等級影響分析及監(jiān)控方案 圍巖等級對隧道圍巖應(yīng)力的影響及監(jiān)控方案 隧道圍巖應(yīng)力 3分布云圖1分布云圖第23頁/共106頁福建省交通科學(xué)技術(shù)

8、研究所243 圍巖等級影響分析及監(jiān)控方案 圍巖等級對隧道圍巖應(yīng)力的影響及監(jiān)控方案 隧道圍巖應(yīng)力 3分布云圖1分布云圖第24頁/共106頁福建省交通科學(xué)技術(shù)研究所253 圍巖等級影響分析及監(jiān)控方案 圍巖等級對隧道圍巖應(yīng)力的影響及監(jiān)控方案 隧道圍巖應(yīng)力 級圍巖仰拱部分單元出現(xiàn)拉應(yīng)力，對應(yīng)值大于級圍巖中同位置單元應(yīng)力。 對于各級圍巖，主應(yīng)力最大值均出現(xiàn)在拱腰，因此在進行應(yīng)力監(jiān)控量測時首先應(yīng)考慮拱腰部位。第25頁/共106頁福建省交通科學(xué)技術(shù)研究所263 圍巖等級影響分析及監(jiān)控方案 圍巖等級對隧道變形的影響及監(jiān)控方案 拱頂豎向變形 第26頁/共106頁福建省交通科學(xué)技術(shù)研究所273 圍巖等級影響分析及

9、監(jiān)控方案 圍巖等級對隧道變形的影響及監(jiān)控方案 拱頂豎向變形第27頁/共106頁福建省交通科學(xué)技術(shù)研究所283 圍巖等級影響分析及監(jiān)控方案 圍巖等級對隧道變形的影響及監(jiān)控方案 拱頂豎向變形第28頁/共106頁福建省交通科學(xué)技術(shù)研究所293 圍巖等級影響分析及監(jiān)控方案 圍巖等級對隧道變形的影響及監(jiān)控方案 仰拱豎向變形第29頁/共106頁福建省交通科學(xué)技術(shù)研究所303 圍巖等級影響分析及監(jiān)控方案 圍巖等級對隧道變形的影響及監(jiān)控方案 拱腰側(cè)向變形 圍巖條件差時，會出現(xiàn)變形回彈第30頁/共106頁福建省交通科學(xué)技術(shù)研究所31目 錄 1 分析工況及計算模型確立 2 基于三維有限元分析隧道施工效應(yīng) 3 圍巖

10、等級影響分析及監(jiān)控方案4 開挖方法影響分析及監(jiān)控方案 5 隧道高寬比影響分析及監(jiān)控方案 6 隧道埋深影響分析及監(jiān)控方案 7 搖前隧道計算分析 8 結(jié)論第31頁/共106頁福建省交通科學(xué)技術(shù)研究所324 開挖方法影響分析及監(jiān)控方案 開挖方法簡介第32頁/共106頁福建省交通科學(xué)技術(shù)研究所334 開挖方法影響分析及監(jiān)控方案 開挖方法簡介第33頁/共106頁福建省交通科學(xué)技術(shù)研究所344 開挖方法影響分析及監(jiān)控方案 開挖方法對隧道圍巖應(yīng)力的影響及監(jiān)控方案 拱頂圍巖應(yīng)力 左右分步開挖方法對應(yīng)隧道拱頂圍巖應(yīng)力最大第34頁/共106頁福建省交通科學(xué)技術(shù)研究所354 開挖方法影響分析及監(jiān)控方案 開挖方法對隧

11、道圍巖應(yīng)力的影響及監(jiān)控方案 仰拱圍巖應(yīng)力 上下臺階分步開挖法中仰拱易出現(xiàn)拉應(yīng)力第35頁/共106頁福建省交通科學(xué)技術(shù)研究所364 開挖方法影響分析及監(jiān)控方案 開挖方法對隧道圍巖應(yīng)力的影響及監(jiān)控方案 拱腰圍巖應(yīng)力 三種開挖方式對zz、1影響較??；上下臺階開挖法對應(yīng)xx、3最小 第36頁/共106頁福建省交通科學(xué)技術(shù)研究所374 開挖方法影響分析及監(jiān)控方案 開挖方法對隧道圍巖應(yīng)力的影響及監(jiān)控方案 圍巖應(yīng)力分布3分布云圖1分布云圖局部區(qū)域產(chǎn)生較小的拉應(yīng)力；拱腰高應(yīng)力區(qū)貼近開挖邊界 第37頁/共106頁福建省交通科學(xué)技術(shù)研究所384 開挖方法影響分析及監(jiān)控方案 開挖方法對隧道圍巖應(yīng)力的影響及監(jiān)控方案

12、圍巖應(yīng)力分布 3分布云圖1分布云圖拱腰圍巖高應(yīng)力區(qū)離開挖邊界一定距離 第38頁/共106頁福建省交通科學(xué)技術(shù)研究所394 開挖方法影響分析及監(jiān)控方案 開挖方法對隧道圍巖應(yīng)力的影響及監(jiān)控方案 圍巖應(yīng)力分布3分布云圖1分布云圖存在拉應(yīng)力分布區(qū) 第39頁/共106頁福建省交通科學(xué)技術(shù)研究所404 開挖方法影響分析及監(jiān)控方案 開挖方法對隧道變形的影響及監(jiān)控方案 第40頁/共106頁福建省交通科學(xué)技術(shù)研究所414 開挖方法影響分析及監(jiān)控方案 開挖方法對隧道變形的影響及監(jiān)控方案 拱頂總位移：從隧道截面開始開挖直至截面施工結(jié)束引起的拱頂圍巖總位移。包括拱頂還未開挖時，其它部位開挖對拱頂圍巖產(chǎn)生的擾動影響。拱

13、頂監(jiān)測位移：拱頂位置巖體開始開挖直至截面施工結(jié)束引起的拱頂圍巖位移。不包含前期其它位置開挖對拱頂位置巖體的擾動變形。一般認(rèn)為，拱頂監(jiān)測位移易通過相關(guān)設(shè)備監(jiān)測，拱頂總位移中對應(yīng)拱頂開挖前引起的先期位移較難通過洞內(nèi)監(jiān)測手段獲取。第41頁/共106頁福建省交通科學(xué)技術(shù)研究所424 開挖方法影響分析及監(jiān)控方案 開挖方法對隧道變形的影響及監(jiān)控方案 全斷面開挖法：全斷面開挖法：拱頂總位移與監(jiān)測位移值相等下沉主要在監(jiān)測斷面開挖后產(chǎn)生開挖后及時布設(shè)測點可獲取位移變化全過程值單步開挖引起的位移較大，不及時支護容易出現(xiàn)塌方事故，因此相比更應(yīng)加強監(jiān)控量測。第42頁/共106頁福建省交通科學(xué)技術(shù)研究所434 開挖方法

14、影響分析及監(jiān)控方案 開挖方法對隧道變形的影響及監(jiān)控方案 臺階分步開挖法：臺階分步開挖法：拱頂總位移與監(jiān)測位移值相等下沉主要在監(jiān)測斷面開挖后產(chǎn)生，在斷面開挖后及時布設(shè)測點可獲取位移變化全過程值與其它方法相比，該法對應(yīng)的總位移和監(jiān)測位移均為最大。拱頂變形是逐步發(fā)展的，單步施工引起的位移變化量較小第43頁/共106頁福建省交通科學(xué)技術(shù)研究所444 開挖方法影響分析及監(jiān)控方案 開挖方法對隧道變形的影響及監(jiān)控方案 單側(cè)壁導(dǎo)坑法：單側(cè)壁導(dǎo)坑法：總位移大于監(jiān)測位移與其它開挖方法相比，該方法對應(yīng)的拱頂總位移最小拱腰部分開挖對拱頂圍巖變形影響大，監(jiān)測到的位移-時間曲線不能代表全過程在施作仰拱、拆除臨時支護時，拱

15、頂變形出現(xiàn)回彈，分析監(jiān)測數(shù)據(jù)時應(yīng)注意這一變形特征第44頁/共106頁福建省交通科學(xué)技術(shù)研究所454 開挖方法影響分析及監(jiān)控方案 開挖方法對隧道變形的影響及監(jiān)控方案 雙側(cè)壁導(dǎo)坑法：雙側(cè)壁導(dǎo)坑法：總位移大于監(jiān)測位移與其它開挖方法相比，該方法對應(yīng)的拱頂監(jiān)測位移最小拱腰部分開挖對拱頂圍巖變形影響大，監(jiān)測到的位移-時間曲線不能代表全過程。第45頁/共106頁福建省交通科學(xué)技術(shù)研究所464 開挖方法影響分析及監(jiān)控方案 開挖方法對隧道變形的影響及監(jiān)控方案 Z方向位移云圖x方向位移云圖全斷面開挖對應(yīng)隧道位移云圖z方向最大位移發(fā)生在拱頂和仰拱x方向最大位移發(fā)生在距離拱腳1/3h高度處第46頁/共106頁福建省交

16、通科學(xué)技術(shù)研究所474 開挖方法影響分析及監(jiān)控方案 開挖方法對隧道變形的影響及監(jiān)控方案 Z方向位移云圖x方向位移云圖單側(cè)壁導(dǎo)坑開挖對應(yīng)隧道位移云圖z方向和x方向最大位移均發(fā)生在靠上臺階底部位置 第47頁/共106頁福建省交通科學(xué)技術(shù)研究所484 開挖方法影響分析及監(jiān)控方案 開挖方法對隧道變形的影響及監(jiān)控方案 Z方向位移云圖x方向位移云圖雙側(cè)壁導(dǎo)坑開挖對應(yīng)隧道位移云圖z方向和x方向最大位移發(fā)生在后開挖導(dǎo)坑臨時支護與拱腰相交的位置，隆起變形仍以仰拱位置最大 第48頁/共106頁福建省交通科學(xué)技術(shù)研究所494 開挖方法影響分析及監(jiān)控方案 開挖方法對隧道變形的影響及監(jiān)控方案 Z方向位移云圖x方向位移云

17、圖臺階分步開挖對應(yīng)隧道位移云圖變形規(guī)律與全斷面開挖法類似 第49頁/共106頁福建省交通科學(xué)技術(shù)研究所504 開挖方法影響分析及監(jiān)控方案 開挖方法對隧道變形的影響及監(jiān)控方案 上下臺階法對應(yīng)的拱頂沉降最大，左右分步法最小全斷面開挖方法：各開挖步引起的位移增量最大上下臺階開挖方法：上臺階開挖引起的位移大于下臺階開挖引起的位移左右開挖方法：兩個施工步引起的位移接近第50頁/共106頁福建省交通科學(xué)技術(shù)研究所514 開挖方法影響分析及監(jiān)控方案 開挖方法對隧道變形的影響及監(jiān)控方案 測點位于掌子面后方一定距離處，左右分布開挖對應(yīng)的拱頂累計沉降與最終沉降的比值最大，變形發(fā)展快，更易趨于穩(wěn)定第51頁/共106

18、頁福建省交通科學(xué)技術(shù)研究所524 開挖方法影響分析及監(jiān)控方案 開挖方法對錨桿受力影響及監(jiān)控方案 拱腰部分錨桿受力較大，尤以靠近洞壁端受力最大，因此對于采用全斷面開挖法的隧道，監(jiān)測錨桿內(nèi)力時，應(yīng)以監(jiān)測拱腰錨桿靠近洞壁端受力為主。 全斷面開挖法對應(yīng)錨桿內(nèi)力第52頁/共106頁福建省交通科學(xué)技術(shù)研究所534 開挖方法影響分析及監(jiān)控方案 開挖方法對錨桿受力影響及監(jiān)控方案單側(cè)壁導(dǎo)坑開挖法對應(yīng)錨桿內(nèi)力導(dǎo)坑位置錨桿受力較小，可不進行受力量測。但是上臺階底部位置錨桿受力較大，尤以遠(yuǎn)離洞壁端部分最大，應(yīng)適當(dāng)加強監(jiān)測。第53頁/共106頁福建省交通科學(xué)技術(shù)研究所544 開挖方法影響分析及監(jiān)控方案 開挖方法對錨桿受

19、力影響及監(jiān)控方案 雙側(cè)壁導(dǎo)坑開挖法對應(yīng)錨桿內(nèi)力圖 第54頁/共106頁福建省交通科學(xué)技術(shù)研究所554 開挖方法影響分析及監(jiān)控方案 開挖方法對錨桿受力影響及監(jiān)控方案 雙側(cè)壁導(dǎo)坑開挖法對應(yīng)錨桿內(nèi)力圖 側(cè)壁導(dǎo)坑開挖和導(dǎo)坑襯砌支護時，導(dǎo)坑錨桿受力較小，且變化量不大，因此可不進行錨桿受力監(jiān)控量測。中間臺階上部土體開挖引起靠內(nèi)壁臨時支護下方的錨桿內(nèi)力增加近4倍，此時可結(jié)合實際對該部分錨桿進行觀測，直至斷面開挖結(jié)束。拆除臨時支護時，宜對臨時支護與拱頂相交位置附近的錨桿進行受力監(jiān)測。第55頁/共106頁福建省交通科學(xué)技術(shù)研究所564 開挖方法影響分析及監(jiān)控方案 開挖方法對錨桿受力影響及監(jiān)控方案 臺階分步開挖法

20、對應(yīng)錨桿內(nèi)力圖錨桿受力相對較小。必要時對先開挖側(cè)壁（土體2位置）底部錨桿靠近洞壁端進行受力監(jiān)測。第56頁/共106頁福建省交通科學(xué)技術(shù)研究所57目 錄 1 分析工況及計算模型確立 2 基于三維有限元分析隧道施工效應(yīng) 3 圍巖等級影響分析及監(jiān)控方案 4 開挖方法影響分析及監(jiān)控方案5 隧道高寬比影響分析及監(jiān)控方案 6 隧道埋深影響分析及監(jiān)控方案 7 搖前隧道計算分析 8 結(jié)論第57頁/共106頁福建省交通科學(xué)技術(shù)研究所585 隧道高寬比影響分析及監(jiān)控方案 隧道高寬比對圍巖應(yīng)力的影響及監(jiān)控方案 拱頂圍巖應(yīng)力 隧道高寬比越小，拱頂圍巖壓應(yīng)力值越小，容易出現(xiàn)拉應(yīng)力，因而要加強監(jiān)測并采取必要措施，防止出現(xiàn)

21、拉裂破壞。第58頁/共106頁福建省交通科學(xué)技術(shù)研究所595 隧道高寬比影響分析及監(jiān)控方案 隧道高寬比對圍巖應(yīng)力的影響及監(jiān)控方案 仰拱圍巖應(yīng)力 與拱頂類似第59頁/共106頁福建省交通科學(xué)技術(shù)研究所605 隧道高寬比影響分析及監(jiān)控方案 隧道高寬比對圍巖應(yīng)力的影響及監(jiān)控方案 拱腰圍巖應(yīng)力 高寬比較大，對應(yīng)的zz、xx、3較大圍巖應(yīng)力穩(wěn)定后，二者1大小接近第60頁/共106頁福建省交通科學(xué)技術(shù)研究所615 隧道高寬比影響分析及監(jiān)控方案 隧道高寬比對變形的影響及監(jiān)控方案 拱頂豎向位移第61頁/共106頁福建省交通科學(xué)技術(shù)研究所625 隧道高寬比影響分析及監(jiān)控方案 隧道高寬比對變形的影響及監(jiān)控方案 拱

22、頂豎向位移第62頁/共106頁福建省交通科學(xué)技術(shù)研究所635 隧道高寬比影響分析及監(jiān)控方案 隧道高寬比對變形的影響及監(jiān)控方案 仰拱豎向位移第63頁/共106頁福建省交通科學(xué)技術(shù)研究所645 隧道高寬比影響分析及監(jiān)控方案 隧道高寬比對變形的影響及監(jiān)控方案 拱腰側(cè)向位移 高寬比越大，拱腰側(cè)向位移也越大 高寬比越小，后期變形回彈越大第64頁/共106頁福建省交通科學(xué)技術(shù)研究所65目 錄 1 分析工況及計算模型確立 2 基于三維有限元分析隧道施工效應(yīng) 3 圍巖等級影響分析及監(jiān)控方案 4 開挖方法影響分析及監(jiān)控方案 5 隧道高寬比影響分析及監(jiān)控方案6 隧道埋深影響分析及監(jiān)控方案 7 搖前隧道計算分析 8

23、 結(jié)論第65頁/共106頁福建省交通科學(xué)技術(shù)研究所666 隧道埋深影響分析及監(jiān)控方案淺埋隧道和深埋隧道的劃分 公路隧道設(shè)計規(guī)范（JTG D79-2004）： 淺埋和深埋隧道的分界，按荷載等效高度值，并結(jié)合地質(zhì)條件、施工方法等因素綜合判定。深、淺埋隧道分界的深度：深、淺埋隧道分界的深度： Hp=（22.5）hq大斷面隧道淺埋、超淺埋劃分：大斷面隧道淺埋、超淺埋劃分： 0.6H/B1.5，為淺埋 H/B0.6時，為超淺埋第66頁/共106頁福建省交通科學(xué)技術(shù)研究所676 隧道埋深影響分析及監(jiān)控方案淺埋隧道和深埋隧道的劃分 對于對于級圍巖中寬級圍巖中寬11.7m11.7m的隧道的隧道 ： 埋深H7m

24、：超淺埋隧道 7mH30m：淺埋隧道 H30m：深埋隧道第67頁/共106頁福建省交通科學(xué)技術(shù)研究所686 隧道埋深影響分析及監(jiān)控方案深埋隧道分析及監(jiān)控方案 埋深對深埋隧道圍巖應(yīng)力的影響及監(jiān)控方案拱頂圍巖應(yīng)力 埋深越大，開挖后應(yīng)力恢復(fù)量越大，拱頂圍巖應(yīng)力趨于穩(wěn)定的時間越長。第68頁/共106頁福建省交通科學(xué)技術(shù)研究所696 隧道埋深影響分析及監(jiān)控方案深埋隧道分析及監(jiān)控方案 埋深對深埋隧道圍巖應(yīng)力的影響及監(jiān)控方案仰拱圍巖應(yīng)力 第69頁/共106頁福建省交通科學(xué)技術(shù)研究所706 隧道埋深影響分析及監(jiān)控方案深埋隧道分析及監(jiān)控方案 埋深對深埋隧道圍巖應(yīng)力的影響及監(jiān)控方案拱腰圍巖應(yīng)力 埋深愈大，開挖引起

25、zz增量越大第70頁/共106頁福建省交通科學(xué)技術(shù)研究所716 隧道埋深影響分析及監(jiān)控方案深埋隧道分析及監(jiān)控方案 埋深對深埋隧道圍巖應(yīng)力的影響及監(jiān)控方案隧道圍巖應(yīng)力分布 3分布云圖1分布云圖第71頁/共106頁福建省交通科學(xué)技術(shù)研究所726 隧道埋深影響分析及監(jiān)控方案深埋隧道分析及監(jiān)控方案 埋深對深埋隧道圍巖應(yīng)力的影響及監(jiān)控方案隧道圍巖應(yīng)力分布 3分布云圖1分布云圖第72頁/共106頁福建省交通科學(xué)技術(shù)研究所736 隧道埋深影響分析及監(jiān)控方案深埋隧道分析及監(jiān)控方案 埋深對深埋隧道圍巖應(yīng)力的影響及監(jiān)控方案隧道圍巖應(yīng)力分布 3分布云圖1分布云圖第73頁/共106頁福建省交通科學(xué)技術(shù)研究所746 隧

26、道埋深影響分析及監(jiān)控方案深埋隧道分析及監(jiān)控方案 埋深對深埋隧道圍巖應(yīng)力的影響及監(jiān)控方案隧道圍巖應(yīng)力分布 拱頂和仰拱中點對應(yīng)的值偏低，易出現(xiàn)拉應(yīng)力，應(yīng)適當(dāng)加強監(jiān)控量測，防止圍巖和支護結(jié)構(gòu)的受拉破壞隧道埋深越淺，可能出現(xiàn)拉應(yīng)力的范圍越大，斷面測點數(shù)量應(yīng)該相應(yīng)增加第74頁/共106頁福建省交通科學(xué)技術(shù)研究所756 隧道埋深影響分析及監(jiān)控方案深埋隧道分析及監(jiān)控方案 埋深對深埋隧道變形的影響及監(jiān)控方案拱頂豎向位移埋深越大：隧道拱頂產(chǎn)生的沉降越大 沉降達到穩(wěn)定的時間越長 掌子面遠(yuǎn)離測點后位移增量仍較大 第75頁/共106頁福建省交通科學(xué)技術(shù)研究所766 隧道埋深影響分析及監(jiān)控方案深埋隧道分析及監(jiān)控方案 埋

27、深對深埋隧道變形的影響及監(jiān)控方案拱頂豎向位移第76頁/共106頁福建省交通科學(xué)技術(shù)研究所776 隧道埋深影響分析及監(jiān)控方案淺埋隧道分析及監(jiān)控方案 埋深對淺埋隧道圍巖應(yīng)力的影響及監(jiān)控方案 隧道不同埋深對應(yīng)3分布云圖 （4-1）第77頁/共106頁福建省交通科學(xué)技術(shù)研究所786 隧道埋深影響分析及監(jiān)控方案淺埋隧道分析及監(jiān)控方案 埋深對淺埋隧道圍巖應(yīng)力的影響及監(jiān)控方案 隧道不同埋深對應(yīng)3分布云圖 （4-2）第78頁/共106頁福建省交通科學(xué)技術(shù)研究所796 隧道埋深影響分析及監(jiān)控方案淺埋隧道分析及監(jiān)控方案 埋深對淺埋隧道圍巖應(yīng)力的影響及監(jiān)控方案 隧道不同埋深對應(yīng)3分布云圖 （4-3）第79頁/共10

28、6頁福建省交通科學(xué)技術(shù)研究所806 隧道埋深影響分析及監(jiān)控方案淺埋隧道分析及監(jiān)控方案 埋深對淺埋隧道圍巖應(yīng)力的影響及監(jiān)控方案 隧道不同埋深對應(yīng)3分布云圖 （4-4）第80頁/共106頁福建省交通科學(xué)技術(shù)研究所816 隧道埋深影響分析及監(jiān)控方案淺埋隧道分析及監(jiān)控方案 埋深對淺埋隧道圍巖應(yīng)力的影響及監(jiān)控方案埋深越淺，隧道開挖越容易引起圍巖產(chǎn)生拉裂破壞對于超淺埋隧道，拉應(yīng)力出現(xiàn)范圍可延伸至地表 第81頁/共106頁福建省交通科學(xué)技術(shù)研究所826 隧道埋深影響分析及監(jiān)控方案淺埋隧道分析及監(jiān)控方案 埋深對淺埋隧道變形的影響及監(jiān)控方案不同埋深對應(yīng)豎向變形云圖（4-1） 第82頁/共106頁福建省交通科學(xué)技

29、術(shù)研究所836 隧道埋深影響分析及監(jiān)控方案淺埋隧道分析及監(jiān)控方案 埋深對淺埋隧道變形的影響及監(jiān)控方案不同埋深對應(yīng)豎向變形云圖（4-2） 第83頁/共106頁福建省交通科學(xué)技術(shù)研究所846 隧道埋深影響分析及監(jiān)控方案淺埋隧道分析及監(jiān)控方案 埋深對淺埋隧道變形的影響及監(jiān)控方案不同埋深對應(yīng)豎向變形云圖（4-3） 第84頁/共106頁福建省交通科學(xué)技術(shù)研究所856 隧道埋深影響分析及監(jiān)控方案淺埋隧道分析及監(jiān)控方案 埋深對淺埋隧道變形的影響及監(jiān)控方案不同埋深對應(yīng)豎向變形云圖（4-4） 第85頁/共106頁福建省交通科學(xué)技術(shù)研究所866 隧道埋深影響分析及監(jiān)控方案淺埋隧道分析及監(jiān)控方案 埋深對淺埋隧道變形

30、的影響及監(jiān)控方案由于受埋深、支護等因素影響，淺埋隧道最大沉降發(fā)生在距離拱頂中央（1/41/6）B位置在進行拱頂變形監(jiān)控量測時，有必要結(jié)合實際工程特征，在偏離中軸線（1/41/6）B位置處布置測線第86頁/共106頁福建省交通科學(xué)技術(shù)研究所876 隧道埋深影響分析及監(jiān)控方案淺埋隧道分析及監(jiān)控方案 埋深對淺埋隧道變形的影響及監(jiān)控方案第87頁/共106頁福建省交通科學(xué)技術(shù)研究所886 隧道埋深影響分析及監(jiān)控方案淺埋隧道分析及監(jiān)控方案 埋深對淺埋隧道變形的影響及監(jiān)控方案淺埋隧道，其覆蓋層一般為松散的第四紀(jì)堆積物，土體抗拉能力極差，且埋深越淺，圍巖的自穩(wěn)能力越差，因而開挖造成較大的拱頂變形當(dāng)隧道達到一定

31、的埋深時，隧道變形主要取決于上覆土重，埋深越大，隧道結(jié)構(gòu)受荷越大，因而變形也隨之增大 第88頁/共106頁福建省交通科學(xué)技術(shù)研究所896 隧道埋深影響分析及監(jiān)控方案淺埋隧道分析及監(jiān)控方案 埋深對淺埋隧道變形的影響及監(jiān)控方案在其它條件相同的情況下，存在一個埋深，在該埋深下拱頂上方地表沉降最小對于文中的分析工況，該埋深約為2/3Hp 第89頁/共106頁福建省交通科學(xué)技術(shù)研究所90目 錄 1 分析工況及計算模型確立 2 基于三維有限元分析隧道施工效應(yīng) 3 圍巖等級影響分析及監(jiān)控方案 4 開挖方法影響分析及監(jiān)控方案 5 隧道高寬比影響分析及監(jiān)控方案 6 隧道埋深影響分析及監(jiān)控方案7 搖前隧道計算分析

32、 8 結(jié)論第90頁/共106頁福建省交通科學(xué)技術(shù)研究所917 搖前隧道計算分析7.1 工程概況搖前隧道位于浦南高速公路搖前隧道位于浦南高速公路B7B7合同段合同段采用雙洞單向行車（上下行分離），起訖樁采用雙洞單向行車（上下行分離），起訖樁號為：左洞號為：左洞K147+896K147+896K148+228K148+228，長，長332332米；米； 右洞右洞K147+886K147+886K148+254K148+254，長，長368368米。米。暗洞采用復(fù)合式支護結(jié)構(gòu)形式暗洞采用復(fù)合式支護結(jié)構(gòu)形式初期支護以錨桿、鋼筋網(wǎng)和噴射混凝土組成初期支護以錨桿、鋼筋網(wǎng)和噴射混凝土組成聯(lián)合支護體系聯(lián)合支護體系二次襯砌采用模筑混凝土結(jié)構(gòu)二次襯砌采用模筑混凝土結(jié)構(gòu)初期支護與二次襯砌結(jié)構(gòu)之間設(shè)有防水排水初期支護與二次襯砌結(jié)構(gòu)之間設(shè)有防水排水夾層夾層第91頁/共106頁福建省交通