隧道監(jiān)控量測有限元計(jì)算實(shí)用教案

1、福建省交通(jiotng)科學(xué)技術(shù)研究所1目 錄1 分析工況及計(jì)算模型確立 2 基于三維有限元分析隧道(sudo)施工效應(yīng)3 圍巖等級(jí)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(sudo)高寬比影響分析及監(jiān)控方案6 隧道(sudo)埋深影響分析及監(jiān)控方案7 搖前隧道(sudo)計(jì)算分析8 結(jié)論第1頁/共106頁第一頁，共106頁。福建省交通(jiotng)科學(xué)技術(shù)研究所21 分析(fnx)工況及計(jì)算模型確立分析因素圍巖等級(jí)開挖方法隧道高寬比隧道埋深工況級(jí)圍巖全斷面開挖0.6950m級(jí)圍巖分臺(tái)階開挖0.48100m級(jí)圍巖左右分步開挖/300m分析(fnx)工況設(shè)置 第2頁/共106

2、頁第二頁，共106頁。福建省交通(jiotng)科學(xué)技術(shù)研究所31 分析(fnx)工況及計(jì)算模型確立基本計(jì)算(j sun)工況圍巖：級(jí)埋深：100m開挖方式：全斷面隧道橫截面：三心圓加仰拱，高寬比0.69初襯：錨噴支護(hù)第3頁/共106頁第三頁，共106頁。福建省交通(jiotng)科學(xué)技術(shù)研究所41 分析工況及計(jì)算(j sun)模型確立隧道(sudo)截面幾何尺寸示意圖第4頁/共106頁第四頁，共106頁。福建省交通(jiotng)科學(xué)技術(shù)研究所51 分析工況及計(jì)算模型(mxng)確立各介質(zhì)(jizh)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(jí)圍巖

3、3.00.29240.435級(jí)圍巖1.00.35220.1030級(jí)圍巖0.40.41180.02525錨桿2000.2578/襯砌200.2528/第5頁/共106頁第五頁，共106頁。福建省交通(jiotng)科學(xué)技術(shù)研究所61 分析(fnx)工況及計(jì)算模型確立圍巖網(wǎng)格(wn )劃分示意圖第6頁/共106頁第六頁，共106頁。福建省交通(jiotng)科學(xué)技術(shù)研究所71 分析(fnx)工況及計(jì)算模型確立開挖(ki w)巖體網(wǎng)格劃分 第7頁/共106頁第七頁，共106頁。福建省交通(jiotng)科學(xué)技術(shù)研究所81 分析(fnx)工況及計(jì)算模型確立襯砌及錨桿網(wǎng)格(wn )劃分 第8頁/共106

4、頁第八頁，共106頁。福建省交通(jiotng)科學(xué)技術(shù)研究所91 分析(fnx)工況及計(jì)算模型確立二維圍巖(wi yn)網(wǎng)格劃分 襯砌及錨桿分布第9頁/共106頁第九頁，共106頁。福建省交通(jiotng)科學(xué)技術(shù)研究所10目 錄 1 分析工況及計(jì)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(wi yn)等級(jí)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(jì)算分析 8 結(jié)論第10頁/共106頁第十頁，共106頁。福建省交通(jiotng)科學(xué)技術(shù)研究所112 基于三維有限元分析隧道(sudo)施工

5、效應(yīng) 施工過程動(dòng)態(tài)(dngti)仿真基本原理 對(duì)各施工階段的狀態(tài)表達(dá)式： 對(duì)每個(gè)施工步，增量加載過程的表達(dá)式：第11頁/共106頁第十一頁，共106頁。福建省交通(jiotng)科學(xué)技術(shù)研究所122 基于三維有限元分析隧道(sudo)施工效應(yīng) 計(jì)算結(jié)果分析(fnx) 第12頁/共106頁第十二頁，共106頁。福建省交通(jiotng)科學(xué)技術(shù)研究所132 基于三維有限元分析隧道(sudo)施工效應(yīng) 計(jì)算結(jié)果分析 施工對(duì)隧道(sudo)圍巖應(yīng)力影響 第13頁/共106頁第十三頁，共106頁。福建省交通(jiotng)科學(xué)技術(shù)研究所142 基于三維有限元分析(fnx)隧道施工效應(yīng) 計(jì)算結(jié)果分析(f

6、nx) 施工對(duì)隧道圍巖應(yīng)力影響 第14頁/共106頁第十四頁，共106頁。福建省交通(jiotng)科學(xué)技術(shù)研究所152 基于三維有限元分析(fnx)隧道施工效應(yīng) 計(jì)算結(jié)果分析 施工對(duì)隧道圍巖應(yīng)力(yngl)影響 第15頁/共106頁第十五頁，共106頁。福建省交通(jiotng)科學(xué)技術(shù)研究所162 基于三維有限元分析隧道(sudo)施工效應(yīng) 計(jì)算結(jié)果分析 施工對(duì)隧道圍巖應(yīng)力影響 隧道開挖是一個(gè)復(fù)雜的先加載后卸載的過程 循環(huán)荷載易造成低強(qiáng)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(mngxin) 拱頂次之 拱腰最弱 主應(yīng)力最大值出現(xiàn)在拱腰，在進(jìn)行應(yīng)力監(jiān)控量測時(shí)首先

7、應(yīng)考慮拱腰部位。第16頁/共106頁第十六頁，共106頁。福建省交通(jiotng)科學(xué)技術(shù)研究所172 基于三維有限元分析隧道施工(sh gng)效應(yīng) 計(jì)算結(jié)果分析 施工對(duì)隧道變形(bin xng)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(dá)到穩(wěn)定x向：變形相對(duì)較小y向：變形先增加后減小拱頂和仰拱以豎向變拱頂和仰拱以豎向變形監(jiān)測為主形監(jiān)測為主 第17頁/共106頁第十七頁，共106頁。福建省交通(jiotng)科學(xué)技術(shù)研究所182 基于三維有限元分析隧道施工(sh gng)效應(yīng) 計(jì)算結(jié)果分析(fnx) 施工對(duì)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

8、 施工過程中位移變化曲線 第18頁/共106頁第十八頁，共106頁。福建省交通(jiotng)科學(xué)技術(shù)研究所192 基于三維有限元分析(fnx)隧道施工效應(yīng) 計(jì)算結(jié)果分析 施工對(duì)隧道(sudo)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(duì)圍巖產(chǎn)生的擾動(dòng)影響；洞外監(jiān)測應(yīng)提前布點(diǎn)，充分了解施工擾動(dòng)效應(yīng)。第19頁/共106頁第十九頁，共106頁。福建省交通(jiotng)科學(xué)技術(shù)研究所20目 錄 1 分析工況及計(jì)算模型(mxng)確立 2 基于三維有限元分析隧道施工效應(yīng) 3 圍巖等級(jí)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

9、 搖前隧道計(jì)算分析 8 結(jié)論第20頁/共106頁第二十頁，共106頁。福建省交通(jiotng)科學(xué)技術(shù)研究所213 圍巖等級(jí)影響分析(fnx)及監(jiān)控方案 圍巖等級(jí)對(duì)隧道圍巖應(yīng)力(yngl)的影響及監(jiān)控方案 拱頂圍巖應(yīng)力(yngl) zz，1： 差異不明顯xx，3： 級(jí)圍巖最大 級(jí)圍巖最小第21頁/共106頁第二十一頁，共106頁。福建省交通(jiotng)科學(xué)技術(shù)研究所223 圍巖等級(jí)影響(yngxing)分析及監(jiān)控方案 圍巖等級(jí)對(duì)隧道(sudo)圍巖應(yīng)力的影響及監(jiān)控方案 隧道(sudo)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頁第二十二頁，共106頁。福建

10、省交通(jiotng)科學(xué)技術(shù)研究所233 圍巖等級(jí)影響分析及監(jiān)控(jin kn)方案 圍巖(wi yn)等級(jí)對(duì)隧道圍巖(wi yn)應(yīng)力的影響及監(jiān)控方案 隧道圍巖(wi yn)應(yīng)力 3分布云圖1分布云圖第23頁/共106頁第二十三頁，共106頁。福建省交通(jiotng)科學(xué)技術(shù)研究所243 圍巖等級(jí)影響(yngxing)分析及監(jiān)控方案 圍巖等級(jí)對(duì)隧道(sudo)圍巖應(yīng)力的影響及監(jiān)控方案 隧道(sudo)圍巖應(yīng)力 3分布云圖1分布云圖第24頁/共106頁第二十四頁，共106頁。福建省交通(jiotng)科學(xué)技術(shù)研究所253 圍巖等級(jí)影響分析(fnx)及監(jiān)控方案 圍巖等級(jí)對(duì)隧道圍巖應(yīng)力的影響及

11、監(jiān)控(jin kn)方案 隧道圍巖應(yīng)力 級(jí)圍巖仰拱部分單元出現(xiàn)拉應(yīng)力，對(duì)應(yīng)值大于級(jí)圍巖中同位置單元應(yīng)力。 對(duì)于各級(jí)圍巖，主應(yīng)力最大值均出現(xiàn)在拱腰，因此在進(jìn)行應(yīng)力監(jiān)控(jin kn)量測時(shí)首先應(yīng)考慮拱腰部位。第25頁/共106頁第二十五頁，共106頁。福建省交通(jiotng)科學(xué)技術(shù)研究所263 圍巖等級(jí)(dngj)影響分析及監(jiān)控方案 圍巖等級(jí)對(duì)隧道變形的影響及監(jiān)控( jin kn)方案 拱頂豎向變形 第26頁/共106頁第二十六頁，共106頁。福建省交通(jiotng)科學(xué)技術(shù)研究所273 圍巖等級(jí)(dngj)影響分析及監(jiān)控方案 圍巖等級(jí)對(duì)隧道(sudo)變形的影響及監(jiān)控方案 拱頂豎向變形第

12、27頁/共106頁第二十七頁，共106頁。福建省交通(jiotng)科學(xué)技術(shù)研究所283 圍巖等級(jí)影響(yngxing)分析及監(jiān)控方案 圍巖等級(jí)對(duì)隧道變形的影響(yngxing)及監(jiān)控方案 拱頂豎向變形第28頁/共106頁第二十八頁，共106頁。福建省交通(jiotng)科學(xué)技術(shù)研究所293 圍巖等級(jí)影響分析(fnx)及監(jiān)控方案 圍巖等級(jí)對(duì)隧道變形的影響(yngxing)及監(jiān)控方案 仰拱豎向變形第29頁/共106頁第二十九頁，共106頁。福建省交通(jiotng)科學(xué)技術(shù)研究所303 圍巖等級(jí)影響(yngxing)分析及監(jiān)控方案 圍巖(wi yn)等級(jí)對(duì)隧道變形的影響及監(jiān)控方案 拱腰側(cè)向變形

13、圍巖(wi yn)條件差時(shí)，會(huì)出現(xiàn)變形回彈第30頁/共106頁第三十頁，共106頁。福建省交通(jiotng)科學(xué)技術(shù)研究所31目 錄 1 分析工況及計(jì)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(wi yn)等級(jí)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(jì)算分析 8 結(jié)論第31頁/共106頁第三十一頁，共106頁。福建省交通(jiotng)科學(xué)技術(shù)研究所324 開挖方法影響(yngxing)分析及監(jiān)控方案 開挖(ki w)方法簡介第32頁/共106頁第三十二頁，共106頁。福建省交通(jiot

14、ng)科學(xué)技術(shù)研究所334 開挖方法影響分析及監(jiān)控(jin kn)方案 開挖(ki w)方法簡介第33頁/共106頁第三十三頁，共106頁。福建省交通(jiotng)科學(xué)技術(shù)研究所344 開挖(ki w)方法影響分析及監(jiān)控方案 開挖方法對(duì)隧道圍巖應(yīng)力的影響及監(jiān)控方案(fng n) 拱頂圍巖應(yīng)力 左右分步開挖方法對(duì)應(yīng)隧道拱頂圍巖應(yīng)力最大第34頁/共106頁第三十四頁，共106頁。福建省交通(jiotng)科學(xué)技術(shù)研究所354 開挖方法影響(yngxing)分析及監(jiān)控方案 開挖方法對(duì)隧道圍巖(wi yn)應(yīng)力的影響及監(jiān)控方案 仰拱圍巖(wi yn)應(yīng)力 上下臺(tái)階分步開挖法中仰拱易出現(xiàn)拉應(yīng)力第35頁

15、/共106頁第三十五頁，共106頁。福建省交通(jiotng)科學(xué)技術(shù)研究所364 開挖方法影響(yngxing)分析及監(jiān)控方案 開挖方法對(duì)隧道圍巖應(yīng)力的影響及監(jiān)控(jin kn)方案 拱腰圍巖應(yīng)力 三種開挖方式對(duì)zz、1影響較??；上下臺(tái)階開挖法對(duì)應(yīng)xx、3最小 第36頁/共106頁第三十六頁，共106頁。福建省交通(jiotng)科學(xué)技術(shù)研究所374 開挖方法影響分析(fnx)及監(jiān)控方案 開挖(ki w)方法對(duì)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頁第三十七頁，共106頁。福建省交通(jiotng)

16、科學(xué)技術(shù)研究所384 開挖方法影響分析(fnx)及監(jiān)控方案 開挖方法對(duì)隧道圍巖(wi yn)應(yīng)力的影響及監(jiān)控方案 圍巖(wi yn)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頁第三十八頁，共106頁。福建省交通(jiotng)科學(xué)技術(shù)研究所394 開挖方法影響分析(fnx)及監(jiān)控方案 開挖方法對(duì)隧道圍巖應(yīng)力的影響及監(jiān)控方案(fng n) 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頁第三十九頁，共106頁。福建省交通(jiotng)科學(xué)技術(shù)研究所404 開挖方法影響分析及監(jiān)控(jin kn)方案 開挖方法(fngf)對(duì)隧道變形的

17、影響及監(jiān)控方案 第40頁/共106頁第四十頁，共106頁。福建省交通(jiotng)科學(xué)技術(shù)研究所414 開挖方法影響分析(fnx)及監(jiān)控方案 開挖方法對(duì)隧道(sudo)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(shí)，其它部位開挖對(duì)拱頂圍巖產(chǎn)生的擾動(dòng)影響。拱頂監(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(duì)拱頂位置巖體的擾動(dòng)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(duì)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頁第四十一頁，共106頁。福建省交通(

18、jiotng)科學(xué)技術(shù)研究所424 開挖(ki w)方法影響分析及監(jiān)控方案 開挖方法對(duì)隧道變形的影響及監(jiān)控(jin kn)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(shí)布設(shè)測點(diǎn)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(shí)支護(hù)容易出現(xiàn)塌方事故，因此相比更應(yīng)加強(qiáng)監(jiān)控量測。第42頁/共106頁第四十二頁，共106頁。福建省交通(jiotng)科學(xué)技術(shù)研究所434 開挖方法(fngf)影響分析及監(jiān)控方案 開挖方法對(duì)隧道(sudo)變形的影響及監(jiān)控方案 臺(tái)階分步開挖法：臺(tái)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

19、面開挖后及時(shí)布設(shè)測點(diǎn)可獲取位移變化全過程值與其它方法相比，該法對(duì)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頁第四十三頁，共106頁。福建省交通(jiotng)科學(xué)技術(shù)研究所444 開挖方法影響(yngxing)分析及監(jiān)控方案 開挖(ki w)方法對(duì)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(duì)應(yīng)的拱頂總位移最小拱腰部分開挖對(duì)拱頂圍巖變形影響大，監(jiān)測到的位移-時(shí)間曲線不能代表全過程在施作仰拱、拆除臨時(shí)支護(hù)時(shí)，拱頂變形出現(xiàn)回彈，分析監(jiān)測數(shù)據(jù)時(shí)應(yīng)注意這一變形特征第44頁/共106頁第四十四頁

20、，共106頁。福建省交通(jiotng)科學(xué)技術(shù)研究所454 開挖方法影響(yngxing)分析及監(jiān)控方案 開挖(ki w)方法對(duì)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(duì)應(yīng)的拱頂監(jiān)測位移最小拱腰部分開挖對(duì)拱頂圍巖變形影響大，監(jiān)測到的位移-時(shí)間曲線不能代表全過程。第45頁/共106頁第四十五頁，共106頁。福建省交通(jiotng)科學(xué)技術(shù)研究所464 開挖方法(fngf)影響分析及監(jiān)控方案 開挖方法對(duì)隧道變形的影響及監(jiān)控(jin kn)方案 Z方向位移云圖x方向位移云圖全斷面開挖對(duì)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

21、位移發(fā)生在距離拱腳1/3h高度處第46頁/共106頁第四十六頁，共106頁。福建省交通(jiotng)科學(xué)技術(shù)研究所474 開挖方法影響分析(fnx)及監(jiān)控方案 開挖方法對(duì)隧道變形的影響及監(jiān)控(jin kn)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(duì)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(tái)階底部位置 第47頁/共106頁第四十七頁，共106頁。福建省交通(jiotng)科學(xué)技術(shù)研究所484 開挖方法(fngf)影響分析及監(jiān)控方案 開挖方法對(duì)隧道變形的影響及監(jiān)控(jin kn)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(duì)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

22、臨時(shí)支護(hù)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頁第四十八頁，共106頁。福建省交通(jiotng)科學(xué)技術(shù)研究所494 開挖(ki w)方法影響分析及監(jiān)控方案 開挖方法對(duì)隧道變形(bin xng)的影響及監(jiān)控方案 Z方向位移云圖x方向位移云圖臺(tái)階分步開挖對(duì)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頁第四十九頁，共106頁。福建省交通(jiotng)科學(xué)技術(shù)研究所504 開挖方法影響分析及監(jiān)控(jin kn)方案 開挖方法對(duì)隧道變形(bin xng)的影響及監(jiān)控方案 上下臺(tái)階法對(duì)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

23、下臺(tái)階開挖方法：上臺(tái)階開挖引起的位移大于下臺(tái)階開挖引起的位移左右開挖方法：兩個(gè)施工步引起的位移接近第50頁/共106頁第五十頁，共106頁。福建省交通(jiotng)科學(xué)技術(shù)研究所514 開挖方法影響分析(fnx)及監(jiān)控方案 開挖方法對(duì)隧道變形的影響及監(jiān)控(jin kn)方案 測點(diǎn)位于掌子面后方一定距離處，左右分布開挖對(duì)應(yīng)的拱頂累計(jì)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頁第五十一頁，共106頁。福建省交通(jiotng)科學(xué)技術(shù)研究所524 開挖方法影響(yngxing)分析及監(jiān)控方案 開挖方法(fngf)對(duì)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

24、壁端受力最大，因此對(duì)于采用全斷面開挖法的隧道，監(jiān)測錨桿內(nèi)力時(shí)，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(duì)應(yīng)錨桿內(nèi)力第52頁/共106頁第五十二頁，共106頁。福建省交通(jiotng)科學(xué)技術(shù)研究所534 開挖方法影響(yngxing)分析及監(jiān)控方案 開挖方法對(duì)錨桿受力影響(yngxing)及監(jiān)控方案單側(cè)壁導(dǎo)坑開挖法對(duì)應(yīng)錨桿內(nèi)力導(dǎo)坑位置錨桿受力較小，可不進(jìn)行受力量測。但是上臺(tái)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(qiáng)監(jiān)測。第53頁/共106頁第五十三頁，共106頁。福建省交通(jiotng)科學(xué)技術(shù)研究所544 開挖方法影響分析(fnx)及監(jiān)控方案 開挖(ki w)方

25、法對(duì)錨桿受力影響及監(jiān)控方案 雙側(cè)壁導(dǎo)坑開挖法對(duì)應(yīng)錨桿內(nèi)力圖 第54頁/共106頁第五十四頁，共106頁。福建省交通(jiotng)科學(xué)技術(shù)研究所554 開挖方法影響分析(fnx)及監(jiān)控方案 開挖方法(fngf)對(duì)錨桿受力影響及監(jiān)控方案 雙側(cè)壁導(dǎo)坑開挖法對(duì)應(yīng)錨桿內(nèi)力圖 側(cè)壁導(dǎo)坑開挖和導(dǎo)坑襯砌支護(hù)時(shí)，導(dǎo)坑錨桿受力較小，且變化量不大，因此可不進(jìn)行錨桿受力監(jiān)控量測。中間臺(tái)階上部土體開挖引起靠內(nèi)壁臨時(shí)支護(hù)下方的錨桿內(nèi)力增加近4倍，此時(shí)可結(jié)合實(shí)際對(duì)該部分錨桿進(jìn)行觀測，直至斷面開挖結(jié)束。拆除臨時(shí)支護(hù)時(shí)，宜對(duì)臨時(shí)支護(hù)與拱頂相交位置附近的錨桿進(jìn)行受力監(jiān)測。第55頁/共106頁第五十五頁，共106頁。福建省交通(

26、jiotng)科學(xué)技術(shù)研究所564 開挖方法影響分析及監(jiān)控(jin kn)方案 開挖(ki w)方法對(duì)錨桿受力影響及監(jiān)控方案 臺(tái)階分步開挖法對(duì)應(yīng)錨桿內(nèi)力圖錨桿受力相對(duì)較小。必要時(shí)對(duì)先開挖側(cè)壁（土體2位置）底部錨桿靠近洞壁端進(jìn)行受力監(jiān)測。第56頁/共106頁第五十六頁，共106頁。福建省交通(jiotng)科學(xué)技術(shù)研究所57目 錄 1 分析工況及計(jì)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(jí)影響分析及監(jiān)控方案 4 開挖(ki w)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(jì)算分析 8 結(jié)論第57頁/共106頁第五十七頁，

27、共106頁。福建省交通(jiotng)科學(xué)技術(shù)研究所585 隧道(sudo)高寬比影響分析及監(jiān)控方案 隧道高寬比對(duì)圍巖(wi yn)應(yīng)力的影響及監(jiān)控方案 拱頂圍巖(wi yn)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(qiáng)監(jiān)測并采取必要措施，防止出現(xiàn)拉裂破壞。第58頁/共106頁第五十八頁，共106頁。福建省交通(jiotng)科學(xué)技術(shù)研究所595 隧道高寬比影響(yngxing)分析及監(jiān)控方案 隧道(sudo)高寬比對(duì)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頁第五十九頁，共106頁。福建省交通(jiotng)科學(xué)技術(shù)研究所605 隧道高寬比

28、影響分析(fnx)及監(jiān)控方案 隧道(sudo)高寬比對(duì)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(duì)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頁第六十頁，共106頁。福建省交通(jiotng)科學(xué)技術(shù)研究所615 隧道高寬比影響(yngxing)分析及監(jiān)控方案 隧道高寬比對(duì)變形的影響及監(jiān)控方案 拱頂(n dn)豎向位移第61頁/共106頁第六十一頁，共106頁。福建省交通(jiotng)科學(xué)技術(shù)研究所625 隧道高寬比影響分析及監(jiān)控(jin kn)方案 隧道高寬比對(duì)變形的影響及監(jiān)控方案(fng n) 拱頂豎向位移第62頁/共106頁第六十二頁，共106頁。福

29、建省交通(jiotng)科學(xué)技術(shù)研究所635 隧道(sudo)高寬比影響分析及監(jiān)控方案 隧道高寬比對(duì)變形的影響及監(jiān)控(jin kn)方案 仰拱豎向位移第63頁/共106頁第六十三頁，共106頁。福建省交通(jiotng)科學(xué)技術(shù)研究所645 隧道高寬比影響分析及監(jiān)控(jin kn)方案 隧道高寬比對(duì)變形的影響及監(jiān)控方案(fng n) 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頁第六十四頁，共106頁。福建省交通(jiotng)科學(xué)技術(shù)研究所65目 錄 1 分析工況及計(jì)算模型確立 2 基于三維有限元分析隧道(sudo)施工效應(yīng) 3 圍巖等級(jí)影響分

30、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(sudo)高寬比影響分析及監(jiān)控方案 6 隧道(sudo)埋深影響分析及監(jiān)控方案 7 搖前隧道(sudo)計(jì)算分析 8 結(jié)論第65頁/共106頁第六十五頁，共106頁。福建省交通(jiotng)科學(xué)技術(shù)研究所666 隧道埋深影響分析及監(jiān)控(jin kn)方案淺埋隧道和深埋隧道的劃分 公路隧道設(shè)計(jì)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(yn s)綜合判定。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： 0.6H/B1.5，為淺埋 H/B0.6時(shí)，

31、為超淺埋第66頁/共106頁第六十六頁，共106頁。福建省交通(jiotng)科學(xué)技術(shù)研究所676 隧道埋深影響分析(fnx)及監(jiān)控方案淺埋隧道和深埋隧道的劃分(hu fn) 對(duì)于級(jí)圍巖中寬11.7m的隧道 ： 埋深H7m：超淺埋隧道 7mH30m：淺埋隧道 H30m：深埋隧道第67頁/共106頁第六十七頁，共106頁。福建省交通(jiotng)科學(xué)技術(shù)研究所686 隧道(sudo)埋深影響分析及監(jiān)控方案深埋隧道分析及監(jiān)控方案(fng n) 埋深對(duì)深埋隧道圍巖應(yīng)力的影響及監(jiān)控方案(fng n)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(shí)間越長。第68頁/共106頁第六

32、十八頁，共106頁。福建省交通(jiotng)科學(xué)技術(shù)研究所696 隧道(sudo)埋深影響分析及監(jiān)控方案深埋隧道分析(fnx)及監(jiān)控方案 埋深對(duì)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頁第六十九頁，共106頁。福建省交通(jiotng)科學(xué)技術(shù)研究所706 隧道埋深影響(yngxing)分析及監(jiān)控方案深埋隧道分析及監(jiān)控方案 埋深對(duì)深埋隧道圍巖(wi yn)應(yīng)力的影響及監(jiān)控方案拱腰圍巖(wi yn)應(yīng)力 埋深愈大，開挖引起zz增量越大第70頁/共106頁第七十頁，共106頁。福建省交通(jiotng)科學(xué)技術(shù)研究所716 隧道埋深影響(yngxing)分析及監(jiān)控方案深埋

33、隧道分析及監(jiān)控方案 埋深對(duì)深埋隧道圍巖應(yīng)力的影響(yngxing)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頁第七十一頁，共106頁。福建省交通(jiotng)科學(xué)技術(shù)研究所726 隧道埋深影響分析(fnx)及監(jiān)控方案深埋隧道分析及監(jiān)控方案 埋深對(duì)深埋隧道圍巖(wi yn)應(yīng)力的影響及監(jiān)控方案隧道圍巖(wi yn)應(yīng)力分布 3分布云圖1分布云圖第72頁/共106頁第七十二頁，共106頁。福建省交通(jiotng)科學(xué)技術(shù)研究所736 隧道埋深影響分析及監(jiān)控(jin kn)方案深埋隧道分析及監(jiān)控方案 埋深對(duì)深埋隧道圍巖應(yīng)力(yngl)的影響及監(jiān)控方案隧道圍巖應(yīng)力(yngl

34、)分布 3分布云圖1分布云圖第73頁/共106頁第七十三頁，共106頁。福建省交通(jiotng)科學(xué)技術(shù)研究所746 隧道埋深影響分析及監(jiān)控(jin kn)方案深埋隧道分析及監(jiān)控方案(fng n) 埋深對(duì)深埋隧道圍巖應(yīng)力的影響及監(jiān)控方案(fng n)隧道圍巖應(yīng)力分布 拱頂和仰拱中點(diǎn)對(duì)應(yīng)的值偏低，易出現(xiàn)拉應(yīng)力，應(yīng)適當(dāng)加強(qiáng)監(jiān)控量測，防止圍巖和支護(hù)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(diǎn)數(shù)量應(yīng)該相應(yīng)增加第74頁/共106頁第七十四頁，共106頁。福建省交通(jiotng)科學(xué)技術(shù)研究所756 隧道埋深影響(yngxing)分析及監(jiān)控方案深埋隧道分析(fnx)及監(jiān)控方案 埋深對(duì)

35、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(dá)到穩(wěn)定的時(shí)間越長 掌子面遠(yuǎn)離測點(diǎn)后位移增量仍較大 第75頁/共106頁第七十五頁，共106頁。福建省交通(jiotng)科學(xué)技術(shù)研究所766 隧道(sudo)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(duì)深埋隧道變形(bin xng)的影響及監(jiān)控方案拱頂豎向位移第76頁/共106頁第七十六頁，共106頁。福建省交通(jiotng)科學(xué)技術(shù)研究所776 隧道埋深影響分析(fnx)及監(jiān)控方案淺埋隧道分析(fnx)及監(jiān)控方案 埋深對(duì)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(duì)應(yīng)3分布云圖 （4-1）第77頁/共

36、106頁第七十七頁，共106頁。福建省交通(jiotng)科學(xué)技術(shù)研究所786 隧道埋深影響分析及監(jiān)控(jin kn)方案淺埋隧道分析及監(jiān)控方案 埋深對(duì)淺埋隧道圍巖(wi yn)應(yīng)力的影響及監(jiān)控方案 隧道不同埋深對(duì)應(yīng)3分布云圖 （4-2）第78頁/共106頁第七十八頁，共106頁。福建省交通(jiotng)科學(xué)技術(shù)研究所796 隧道埋深影響分析(fnx)及監(jiān)控方案淺埋隧道分析及監(jiān)控方案(fng n) 埋深對(duì)淺埋隧道圍巖應(yīng)力的影響及監(jiān)控方案(fng n) 隧道不同埋深對(duì)應(yīng)3分布云圖 （4-3）第79頁/共106頁第七十九頁，共106頁。福建省交通(jiotng)科學(xué)技術(shù)研究所806 隧道(sud

37、o)埋深影響分析及監(jiān)控方案淺埋隧道分析(fnx)及監(jiān)控方案 埋深對(duì)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(duì)應(yīng)3分布云圖 （4-4）第80頁/共106頁第八十頁，共106頁。福建省交通(jiotng)科學(xué)技術(shù)研究所816 隧道埋深影響分析(fnx)及監(jiān)控方案淺埋隧道分析及監(jiān)控(jin kn)方案 埋深對(duì)淺埋隧道圍巖應(yīng)力的影響及監(jiān)控(jin kn)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(duì)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頁第八十一頁，共106頁。福建省交通(jiotng)科學(xué)技術(shù)研究所826 隧道埋深影響分析及監(jiān)控(jin kn)方案淺埋隧道分析及監(jiān)控方

38、案(fng n) 埋深對(duì)淺埋隧道變形的影響及監(jiān)控方案(fng n)不同埋深對(duì)應(yīng)豎向變形云圖（4-1） 第82頁/共106頁第八十二頁，共106頁。福建省交通(jiotng)科學(xué)技術(shù)研究所836 隧道埋深影響分析及監(jiān)控(jin kn)方案淺埋隧道分析(fnx)及監(jiān)控方案 埋深對(duì)淺埋隧道變形的影響及監(jiān)控方案不同埋深對(duì)應(yīng)豎向變形云圖（4-2） 第83頁/共106頁第八十三頁，共106頁。福建省交通(jiotng)科學(xué)技術(shù)研究所846 隧道埋深影響(yngxing)分析及監(jiān)控方案淺埋隧道(sudo)分析及監(jiān)控方案 埋深對(duì)淺埋隧道(sudo)變形的影響及監(jiān)控方案不同埋深對(duì)應(yīng)豎向變形云圖（4-3） 第84

39、頁/共106頁第八十四頁，共106頁。福建省交通(jiotng)科學(xué)技術(shù)研究所856 隧道埋深影響分析(fnx)及監(jiān)控方案淺埋隧道分析及監(jiān)控方案(fng n) 埋深對(duì)淺埋隧道變形的影響及監(jiān)控方案(fng n)不同埋深對(duì)應(yīng)豎向變形云圖（4-4） 第85頁/共106頁第八十五頁，共106頁。福建省交通(jiotng)科學(xué)技術(shù)研究所866 隧道埋深影響分析(fnx)及監(jiān)控方案淺埋隧道分析及監(jiān)控方案 埋深對(duì)淺埋隧道變形(bin xng)的影響及監(jiān)控方案由于受埋深、支護(hù)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(jìn)行拱頂變形監(jiān)控量測時(shí)，有必要結(jié)合實(shí)際工程特征，在偏離中軸線（1/

40、41/6）B位置處布置測線第86頁/共106頁第八十六頁，共106頁。福建省交通(jiotng)科學(xué)技術(shù)研究所876 隧道(sudo)埋深影響分析及監(jiān)控方案淺埋隧道(sudo)分析及監(jiān)控方案 埋深對(duì)淺埋隧道(sudo)變形的影響及監(jiān)控方案第87頁/共106頁第八十七頁，共106頁。福建省交通(jiotng)科學(xué)技術(shù)研究所886 隧道埋深影響(yngxing)分析及監(jiān)控方案淺埋隧道分析及監(jiān)控方案(fng n) 埋深對(duì)淺埋隧道變形的影響及監(jiān)控方案(fng n)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(dá)到一定的埋深

41、時(shí)，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頁第八十八頁，共106頁。福建省交通(jiotng)科學(xué)技術(shù)研究所896 隧道埋深影響(yngxing)分析及監(jiān)控方案淺埋隧道分析及監(jiān)控方案(fng n) 埋深對(duì)淺埋隧道變形的影響及監(jiān)控方案(fng n)在其它條件相同的情況下，存在一個(gè)埋深，在該埋深下拱頂上方地表沉降最小對(duì)于文中的分析工況，該埋深約為2/3Hp 第89頁/共106頁第八十九頁，共106頁。福建省交通(jiotng)科學(xué)技術(shù)研究所90目 錄 1 分析工況及計(jì)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(jí)影響分析及監(jiān)控方

42、案 4 開挖(ki w)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(jì)算分析 8 結(jié)論第90頁/共106頁第九十頁，共106頁。福建省交通(jiotng)科學(xué)技術(shù)研究所917 搖前隧道(sudo)計(jì)算分析7.1 工程概況搖前隧道位于浦南高速公路B7合同段采用雙洞單向(dn xin)行車（上下行分離），起訖樁號(hào)為：左洞K147+896K148+228，長332米； 右洞K147+886K148+254，長368米。暗洞采用復(fù)合式支護(hù)結(jié)構(gòu)形式初期支護(hù)以錨桿、鋼筋網(wǎng)和噴射混凝土組成聯(lián)合支護(hù)體系二次襯砌采用模筑混凝土結(jié)構(gòu)初期支護(hù)與二次襯砌結(jié)構(gòu)之間設(shè)有防水排水夾層第91頁/共106頁第九十一頁，共106頁。福建省交通(jiotng)科學(xué)技術(shù)研究所927 搖前隧道計(jì)算(j sun)分析7.2 隧道(sudo)工程地質(zhì)條件第92頁/共106頁第九十二頁，共106頁。福建省交通(jiotng)科學(xué)技術(shù)研究所937 搖前隧道(sudo)計(jì)算分析7.3 計(jì)算(j sun)模型第93頁/共106頁第九十三頁，共106頁。福建省交通(jiotng)科學(xué)技術(shù)研究所947 搖前隧道計(jì)算(j sun)分析7.3 計(jì)算(j sun)模型第94頁/共106頁第九十四頁，共106頁。福建省交通(jio