半成岩隧道斜井结构受力分析及参数优化研究

结合某隧道斜井穿越半成岩的建设背景,采用数值模拟手段对隧道斜井支护结构初支钢构件受力、初支混凝土受力及二衬结构受力进行系统分析,进而提出相关参数优化的建议,结果表明,受施工工艺影响,初期支护在钢构件接头位置存在相对明显的应力集中现象,为结构的相对软弱薄弱点,宜采用锁脚管棚进行加强;受结构拐角影响,初支混凝土在拱脚位置可能出现外表面局部拉裂现象,施工过程中宜采取加劲肋等形式加强该部位的拱架连接质量;隧道斜井初支钢构件未屈服、初支喷射混凝土未产生横向贯缝、二次衬砌的安全系数在规范允许范围内,隧道支护结构的整体可靠性有所保障。     

双强度折减法折减机制及失稳判据选择研究

针对强度折减法分析隧道稳定性的研究较少且失稳判据不统一的现状,基于Abaqus建立浅埋隧道有限元模型,对粘聚力与内摩擦角采用不同的折减比例进行折减分析隧道围岩稳定性。探究了特征部位(拱顶、地表中线点)沉降、最大塑性应变和最大主应力是否突变及塑性区发展作为隧道失稳判据的合理性。结果表明:拱顶沉降、地表沉降、塑性应变及最大主应力对强度折减系数较为敏感,在隧道处于临界失稳状态均可得到较好的响应,而考虑到实际工程中变形方便监测,建议应以拱顶沉降作为隧道失稳的主要判据。