隧道有限元及監(jiān)控量測方案

楊相如隧道有限元分析及監(jiān)控量測方案研究《隧道信息化施工監(jiān)控技術(shù)研究》項(xiàng)目報(bào)告二福建省交通科學(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(jì)算分析8結(jié)論2福建省交通科學(xué)技術(shù)研究所目錄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3福建省交通科學(xué)技術(shù)研究所1分析工況及計(jì)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Ⅲ級圍巖全斷面開挖0.6950mⅣ級圍巖分臺階開挖0.48100mⅤ級圍巖左右分步開挖/300m分析工況設(shè)置4福建省交通科學(xué)技術(shù)研究所1分析工況及計(jì)算模型確立基本計(jì)算工況圍巖：Ⅳ級埋深：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)5福建省交通科學(xué)技術(shù)研究所1分析工況及計(jì)算模型確立隧道截面幾何尺寸示意圖6福建省交通科學(xué)技術(shù)研究所1分析工況及計(jì)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μ重度γ/(kN/m3)粘聚力c/MPa內(nèi)摩擦角φ/°Ⅲ級圍巖3.00.29240.435Ⅳ級圍巖1.00.35220.1030Ⅴ級圍巖0.40.41180.02525錨桿2000.2578//襯砌200.2528//7福建省交通科學(xué)技術(shù)研究所1分析工況及計(jì)算模型確立圍巖網(wǎng)格劃分示意圖8福建省交通科學(xué)技術(shù)研究所1分析工況及計(jì)算模型確立開挖巖體網(wǎng)格劃分9福建省交通科學(xué)技術(shù)研究所1分析工況及計(jì)算模型確立襯砌及錨桿網(wǎng)格劃分10福建省交通科學(xué)技術(shù)研究所1分析工況及計(jì)算模模型確立二維圍巖網(wǎng)格劃分分襯襯砌及錨桿分分布11福建省交通科學(xué)技技術(shù)研究所目錄1分析工況及計(jì)算模模型確立2基于三維有限元分分析隧道施工效應(yīng)應(yīng)3圍巖等級影響分析析及監(jiān)控方案4開挖方法影響分析析及監(jiān)控方案5隧道高寬比影響分分析及監(jiān)控方案6隧道埋深影響分析析及監(jiān)控方案7搖前隧道計(jì)算分析析8結(jié)論12福建省交通科學(xué)技技術(shù)研究所2基于三維有限元分分析隧道施工效應(yīng)應(yīng)施工過程動態(tài)仿真真基本原理對各施工階段的狀狀態(tài)表達(dá)式：對每個(gè)施工步，增增量加載過程的表表達(dá)式：13福建省交通科學(xué)技技術(shù)研究所2基于三維有限元分分析隧道施工效應(yīng)應(yīng)計(jì)算結(jié)果分析14福建省交通科學(xué)技技術(shù)研究所2基于三維有限元分分析隧道施工效應(yīng)應(yīng)計(jì)算結(jié)果分析施工對隧道圍巖應(yīng)應(yīng)力影響15福建省交通科學(xué)技技術(shù)研究所2基于三維有限元分分析隧道施工效應(yīng)應(yīng)計(jì)算結(jié)果分析施工對隧道圍巖應(yīng)應(yīng)力影響16福建省交通科學(xué)技技術(shù)研究所2基于三維有限元分分析隧道施工效應(yīng)應(yīng)計(jì)算結(jié)果分析施工對隧道圍巖應(yīng)應(yīng)力影響17福建省交通科學(xué)技技術(shù)研究所2基于三維有限元分分析隧道施工效應(yīng)應(yīng)計(jì)算結(jié)果分析施工對隧道圍巖應(yīng)應(yīng)力影響隧道開挖是一個(gè)復(fù)復(fù)雜的先加載后卸卸載的過程循環(huán)荷載易造成低低強(qiáng)度圍巖發(fā)生屈屈服破壞，從而喪喪失穩(wěn)定性隧道開挖卸荷效應(yīng)應(yīng)表現(xiàn)：拱底最為為明顯拱頂次之拱腰最弱主應(yīng)力最大值出現(xiàn)現(xiàn)在拱腰，在進(jìn)行行應(yīng)力監(jiān)控量測時(shí)時(shí)首先應(yīng)考慮拱腰腰部位。18福建省交通科學(xué)技技術(shù)研究所2基于三維有限元分分析隧道施工效應(yīng)應(yīng)計(jì)算結(jié)果分析施工對隧道變形影影響施工過程中位移變變化曲線z向：變形持續(xù)增加加，最后達(dá)到穩(wěn)定定x向：變形相對較小小y向：變形先增加后后減小拱頂和仰拱以豎向向變形監(jiān)測為主19福建省交通科學(xué)技技術(shù)研究所2基于三維有有限元分析析隧道施工工效應(yīng)計(jì)算結(jié)果分分析施工對隧道道變形影響響x方向位移在在增加后出出現(xiàn)減小的的過程拱腰以監(jiān)測測水平向周周邊收斂為為主施工過程中中位移變化化曲線20福建省交通通科學(xué)技術(shù)術(shù)研究所2基于三維有有限元分析析隧道施工工效應(yīng)計(jì)算結(jié)果分分析施工對隧道道變形影響響洞內(nèi)監(jiān)測數(shù)數(shù)據(jù)一般無無法反映前前期施工對對圍巖產(chǎn)生生的擾動影影響；洞外監(jiān)測應(yīng)應(yīng)提前布點(diǎn)點(diǎn)，充分了了解施工擾擾動效應(yīng)。。21福建省交通通科學(xué)技術(shù)術(shù)研究所目錄錄1分析工況及及計(jì)算模型型確立2基于三維有有限元分析析隧道施工工效應(yīng)3圍巖等級影影響分析及及監(jiān)控方案案4開挖方法影影響分析及及監(jiān)控方案案5隧道高寬比比影響分析析及監(jiān)控方方案6隧道埋深影影響分析及及監(jiān)控方案案7搖前隧道計(jì)計(jì)算分析8結(jié)論22福建省交通通科學(xué)技術(shù)術(shù)研究所3圍巖等級影影響分析及及監(jiān)控方案案圍巖等級對對隧道圍巖巖應(yīng)力的影影響及監(jiān)控控方案拱頂圍巖應(yīng)應(yīng)力σzz，σ1：差異不明顯顯σxx，σ3：Ⅴ級圍巖最大大Ⅲ級圍巖最小小23福建省交通通科學(xué)技術(shù)術(shù)研究所3圍巖等級影影響分析及及監(jiān)控方案案圍巖等級對對隧道圍巖巖應(yīng)力的影影響及監(jiān)控控方案隧道圍巖應(yīng)應(yīng)力分布σ3分布云圖σ1分布云圖仰拱部分單單元出現(xiàn)拉應(yīng)力力24福建省交通通科學(xué)技術(shù)術(shù)研究所3圍巖等級影影響分析及及監(jiān)控方案案圍巖等級對對隧道圍巖巖應(yīng)力的影影響及監(jiān)控控方案隧道圍巖應(yīng)應(yīng)力σ3分布云圖σ1分布云圖25福建省交通通科學(xué)技術(shù)術(shù)研究所3圍巖等級影影響分析及及監(jiān)控方案案圍巖等級對對隧道圍巖巖應(yīng)力的影影響及監(jiān)控控方案隧道圍巖應(yīng)應(yīng)力σ3分布云圖σ1分布云圖26福建省交通通科學(xué)技術(shù)術(shù)研究所3圍巖等級影影響分析及及監(jiān)控方案案圍巖等級對對隧道圍巖巖應(yīng)力的影影響及監(jiān)控控方案隧道圍巖應(yīng)應(yīng)力Ⅲ級圍巖仰拱拱部分單元元出現(xiàn)拉應(yīng)應(yīng)力，對應(yīng)應(yīng)值大于Ⅳ級圍巖中中同位置置單元應(yīng)應(yīng)力。對于各級級圍巖，，主應(yīng)力力最大值值均出現(xiàn)現(xiàn)在拱腰腰，因此此在進(jìn)行行應(yīng)力監(jiān)監(jiān)控量測測時(shí)首先先應(yīng)考慮慮拱腰部部位。27福建省交交通科學(xué)學(xué)技術(shù)研研究所3圍巖等級級影響分分析及監(jiān)監(jiān)控方案案圍巖等級級對隧道道變形的的影響及及監(jiān)控方方案拱頂豎向向變形28福建省交交通科學(xué)學(xué)技術(shù)研研究所3圍巖等級級影響分分析及監(jiān)監(jiān)控方案案圍巖等級級對隧道道變形的的影響及及監(jiān)控方方案拱頂豎向向變形29福建省交交通科學(xué)學(xué)技術(shù)研研究所3圍巖等級級影響分分析及監(jiān)監(jiān)控方案案圍巖等級級對隧道道變形的的影響及及監(jiān)控方方案拱頂豎向向變形30福建省交交通科學(xué)學(xué)技術(shù)研研究所3圍巖等級級影響分分析及監(jiān)監(jiān)控方案案圍巖等級級對隧道道變形的的影響及及監(jiān)控方方案仰拱豎向向變形31福建省交交通科學(xué)學(xué)技術(shù)研研究所3圍巖等級級影響分分析及監(jiān)監(jiān)控方案案圍巖等級級對隧道道變形的的影響及及監(jiān)控方方案拱腰側(cè)向向變形圍巖條件件差時(shí)，，會出現(xiàn)現(xiàn)變形回回彈32福建省交交通科學(xué)學(xué)技術(shù)研研究所目錄錄1分析工況況及計(jì)算算模型確確立2基于三維維有限元元分析隧隧道施工工效應(yīng)3圍巖等級級影響分分析及監(jiān)監(jiān)控方案案4開挖方法法影響分分析及監(jiān)監(jiān)控方案案5隧道高寬寬比影響響分析及及監(jiān)控方方案6隧道埋深深影響分分析及監(jiān)監(jiān)控方案案7搖前隧道道計(jì)算分分析8結(jié)論33福建省交交通科學(xué)學(xué)技術(shù)研研究所4開挖方法法影響分分析及監(jiān)監(jiān)控方案案開挖方法法簡介34福建省交交通科學(xué)學(xué)技術(shù)研研究所4開挖方法法影響分分析及監(jiān)監(jiān)控方案案開挖方法法簡介35福建省交交通科學(xué)學(xué)技術(shù)研研究所4開挖方法法影響分分析及監(jiān)監(jiān)控方案案開挖方法法對隧道道圍巖應(yīng)應(yīng)力的影影響及監(jiān)監(jiān)控方案案拱頂圍巖巖應(yīng)力左右分步步開挖方方法對應(yīng)應(yīng)隧道拱拱頂圍巖巖應(yīng)力最最大36福建省交交通科學(xué)學(xué)技術(shù)研研究所4開挖方法法影響分分析及監(jiān)監(jiān)控方案案開挖方法法對隧道道圍巖應(yīng)應(yīng)力的影影響及監(jiān)監(jiān)控方案案仰拱圍巖巖應(yīng)力上下臺階階分步開開挖法中中仰拱易易出現(xiàn)拉拉應(yīng)力37福建省交交通科學(xué)學(xué)技術(shù)研研究所4開挖方法法影響分分析及監(jiān)監(jiān)控方案案開挖方法法對隧道道圍巖應(yīng)應(yīng)力的影影響及監(jiān)監(jiān)控方案案拱腰圍巖巖應(yīng)力三種開挖挖方式對對σzz、σ1影響較小??；上下臺階階開挖法法對應(yīng)σxx、σ3最小38福建省交交通科學(xué)學(xué)技術(shù)研研究所4開挖方法法影響分分析及監(jiān)監(jiān)控方案案開挖方法法對隧道道圍巖應(yīng)應(yīng)力的影影響及監(jiān)監(jiān)控方案案圍巖應(yīng)力力分布σ3分布云圖圖σ1分布云圖圖局部區(qū)域域產(chǎn)生較較小的拉拉應(yīng)力；；拱腰高應(yīng)應(yīng)力區(qū)貼貼近開挖挖邊界39福建省交交通科學(xué)學(xué)技術(shù)研研究所4開挖方法法影響分分析及監(jiān)監(jiān)控方案案開挖方法法對隧道道圍巖應(yīng)應(yīng)力的影影響及監(jiān)監(jiān)控方案案圍巖應(yīng)力力分布σ3分布云圖圖σ1分布云圖圖拱腰圍巖巖高應(yīng)力力區(qū)離開開挖邊界界一定距距離40福建省交交通科學(xué)學(xué)技術(shù)研研究所4開挖方法法影響分分析及監(jiān)監(jiān)控方案案開挖方法法對隧道道圍巖應(yīng)應(yīng)力的影影響及監(jiān)監(jiān)控方案案圍巖應(yīng)力力分布σ3分布云圖圖σ1分布云圖圖存在拉應(yīng)應(yīng)力分布布區(qū)41福建省交交通科學(xué)學(xué)技術(shù)研研究所4開挖方法法影響分分析及監(jiān)監(jiān)控方案案開挖方法法對隧道道變形的的影響及及監(jiān)控方方案42福建省交交通科學(xué)學(xué)技術(shù)研研究所4開挖方法法影響分分析及監(jiān)監(jiān)控方案案開挖方法法對隧道道變形的的影響及及監(jiān)控方方案拱頂總位位移：從從隧道截截面開始始開挖直直至截面面施工結(jié)結(jié)束引起起的拱頂頂圍巖總總位移。。包括拱拱頂還未未開挖時(shí)時(shí)，其它它部位開開挖對拱拱頂圍巖巖產(chǎn)生的的擾動影影響。拱頂監(jiān)測測位移：：拱頂位位置巖體體開始開開挖直至至截面施施工結(jié)束束引起的的拱頂圍圍巖位移移。不包包含前期期其它位位置開挖挖對拱頂頂位置巖巖體的擾擾動變形形。一般認(rèn)為為，拱頂頂監(jiān)測位位移易通通過相關(guān)關(guān)設(shè)備監(jiān)監(jiān)測，拱頂總位位移中對對應(yīng)拱頂頂開挖前前引起的的先期位位移較難難通過洞洞內(nèi)監(jiān)測測手段獲獲取。43福建省交交通科學(xué)學(xué)技術(shù)研研究所4開挖方法法影響分分析及監(jiān)監(jiān)控方案案開挖方法法對隧道道變形的的影響及及監(jiān)控方方案全斷面開開挖法：：拱頂總位位移與監(jiān)監(jiān)測位移移值相等等下沉主要要在監(jiān)測測斷面開開挖后產(chǎn)產(chǎn)生開挖后及及時(shí)布設(shè)設(shè)測點(diǎn)可可獲取位位移變化化全過程程值單步開挖挖引起的的位移較較大，不不及時(shí)支支護(hù)容易易出現(xiàn)塌塌方事故故，因此此相比更更應(yīng)加強(qiáng)強(qiáng)監(jiān)控量量測。44福建省交交通科學(xué)學(xué)技術(shù)研研究所4開挖方法法影響分分析及監(jiān)監(jiān)控方案案開挖方法法對隧道道變形的的影響及及監(jiān)控方方案臺階分步步開挖法法：拱頂總位位移與監(jiān)監(jiān)測位移移值相等等下沉主要要在監(jiān)測測斷面開開挖后產(chǎn)產(chǎn)生，在在斷面開開挖后及及時(shí)布設(shè)設(shè)測點(diǎn)可可獲取位位移變化化全過程程值與其它方方法相比比，該法法對應(yīng)的的總位移移和監(jiān)測測位移均均為最大大。拱頂變形形是逐步步發(fā)展的的，單步步施工引引起的位位移變化化量較小小45福建省交通科科學(xué)技術(shù)研究究所4開挖方法影響響分析及監(jiān)控控方案開挖方法對隧隧道變形的影影響及監(jiān)控方方案單側(cè)壁導(dǎo)坑法法：總位移大于監(jiān)監(jiān)測位移與其它開挖方方法相比，該該方法對應(yīng)的的拱頂總位移移最小拱腰部分開挖挖對拱頂圍巖巖變形影響大大，監(jiān)測到的的位移-時(shí)間曲線不能能代表全過程程在施作仰拱、、拆除臨時(shí)支支護(hù)時(shí)，拱頂頂變形出現(xiàn)回回彈，分析監(jiān)監(jiān)測數(shù)據(jù)時(shí)應(yīng)應(yīng)注意這一變變形特征46福建省交通科科學(xué)技術(shù)研究究所4開挖方法影響響分析及監(jiān)控控方案開挖方法對隧隧道變形的影影響及監(jiān)控方方案雙側(cè)壁導(dǎo)坑法法：總位移大于監(jiān)監(jiān)測位移與其它開挖方方法相比，該該方法對應(yīng)的的拱頂監(jiān)測位位移最小拱腰部分開挖挖對拱頂圍巖巖變形影響大大，監(jiān)測到的的位移-時(shí)間曲線不能能代表全過程程。47福建省交通科科學(xué)技術(shù)研究究所4開挖方法影響響分析及監(jiān)控控方案開挖方法對隧隧道變形的影影響及監(jiān)控方方案Z方向位移云圖圖x方向位移云圖圖全斷面開挖對對應(yīng)隧道位移移云圖z方向最大位移移發(fā)生在拱頂頂和仰拱x方向最大位移移發(fā)生在距離離拱腳1/3h高度處48福建省交通科科學(xué)技術(shù)研究究所4開挖方法影響響分析及監(jiān)控控方案開挖方法對隧隧道變形的影影響及監(jiān)控方方案Z方向位移云圖圖x方向位移云圖圖單側(cè)壁導(dǎo)坑開開挖對應(yīng)隧道道位移云圖z方向和x方向最大位移移均發(fā)生在靠靠上臺階底部部位置49福建省交通科科學(xué)技術(shù)研究究所4開挖方法影響響分析及監(jiān)控控方案開挖方法對隧隧道變形的影影響及監(jiān)控方方案Z方向位移云圖圖x方向位移云圖圖雙側(cè)壁導(dǎo)坑開開挖對應(yīng)隧道道位移云圖z方向和x方向最大位移移發(fā)生在后開開挖導(dǎo)坑臨時(shí)時(shí)支護(hù)與拱腰腰相交的位置置，隆起變形形仍以仰拱位位置最大50福建省交通科科學(xué)技術(shù)研究究所4開挖方法影響響分析及監(jiān)控控方案開挖方法對隧隧道變形的影影響及監(jiān)控方方案Z方向位移云圖圖x方向位移云圖圖臺階分步開挖挖對應(yīng)隧道位位移云圖變形規(guī)律與全全斷面開挖法法類似51福建省交通科科學(xué)技術(shù)研究究所4開挖方法影響響分析及監(jiān)控控方案開挖方法對隧隧道變形的影影響及監(jiān)控方方案上下臺階法對對應(yīng)的拱頂沉沉降最大，左左右分步法最最小全斷面開挖方方法：各開挖挖步引起的位位移增量最大大上下臺階開挖挖方法：上臺臺階開挖引起起的位移大于于下臺階開挖挖引起的位移移左右開挖方法法：兩個(gè)施工工步引起的位位移接近52福建省交通科科學(xué)技術(shù)研究究所4開挖方法影響響分析及監(jiān)控控方案開挖方法對隧隧道變形的影影響及監(jiān)控方方案測點(diǎn)位于掌子子面后方一定定距離處，左左右分布開挖挖對應(yīng)的拱頂頂累計(jì)沉降與與最終沉降的的比值最大，，變形發(fā)展快快，更易趨于于穩(wěn)定53福建省交通科科學(xué)技術(shù)研究究所4開挖方法影響響分析及監(jiān)控控方案開挖方法對錨錨桿受力影響響及監(jiān)控方案案拱腰部分錨桿桿受力較大，，尤以靠近洞洞壁端受力最最大，因此對對于采用全斷斷面開挖法的的隧道，監(jiān)測測錨桿內(nèi)力時(shí)時(shí)，應(yīng)以監(jiān)測測拱腰錨桿靠靠近洞壁端受受力為主。全斷面開挖法法對應(yīng)錨桿內(nèi)內(nèi)力54福建省交通科科學(xué)技術(shù)研究究所4開挖方法影響響分析及監(jiān)控控方案開挖方法對錨錨桿受力影響響及監(jiān)控方案案單側(cè)壁導(dǎo)坑開開挖法對應(yīng)錨錨桿內(nèi)力導(dǎo)坑位置錨桿桿受力較小，，可不進(jìn)行受受力量測。但但是上臺階底底部位置錨桿桿受力較大，，尤以遠(yuǎn)離洞洞壁端部分最最大，應(yīng)適當(dāng)當(dāng)加強(qiáng)監(jiān)測。。55福建省交通科科學(xué)技術(shù)研究究所4開挖方法影響響分析及監(jiān)控控方案開挖方法對錨錨桿受力影響響及監(jiān)控方案案雙側(cè)壁導(dǎo)坑開開挖法對應(yīng)錨錨桿內(nèi)力圖56福建省交通科科學(xué)技術(shù)研究究所4開挖方法影響響分析及監(jiān)控控方案開挖方法對錨錨桿受力影響響及監(jiān)控方案案雙側(cè)壁導(dǎo)坑開開挖法對應(yīng)錨錨桿內(nèi)力圖側(cè)壁導(dǎo)坑開挖挖和導(dǎo)坑襯砌砌支護(hù)時(shí)，導(dǎo)導(dǎo)坑錨桿受力力較小，且變變化量不大，，因此可不進(jìn)進(jìn)行錨桿受力力監(jiān)控量測。。中間臺階上部部土體開挖引引起靠內(nèi)壁臨臨時(shí)支護(hù)下方方的錨桿內(nèi)力力增加近4倍，此時(shí)可結(jié)結(jié)合實(shí)際對該該部分錨桿進(jìn)進(jìn)行觀測，直直至斷面開挖挖結(jié)束。拆除臨時(shí)支護(hù)護(hù)時(shí)，宜對臨臨時(shí)支護(hù)與拱拱頂相交位置置附近的錨桿桿進(jìn)行受力監(jiān)監(jiān)測。57福建省交通科科學(xué)技術(shù)研究究所4開挖方法影響響分析及監(jiān)控控方案開挖方法對錨錨桿受力影響響及監(jiān)控方案案臺階分步開挖挖法對應(yīng)錨桿桿內(nèi)力圖錨桿受力相對對較小。必要要時(shí)對先開挖挖側(cè)壁（土體體2位置）底部錨錨桿靠近洞壁壁端進(jìn)行受力力監(jiān)測。58福建省交通科科學(xué)技術(shù)研究究所目錄錄1分析工況及計(jì)計(jì)算模型確立立2基于三維有限限元分析隧道道施工效應(yīng)3圍巖等級影響響分析及監(jiān)控控方案4開挖方法影響響分析及監(jiān)控控方案5隧道高寬比影影響分析及監(jiān)監(jiān)控方案6隧道埋深影響響分析及監(jiān)控控方案7搖前隧道計(jì)算算分析8結(jié)論59福建省交通科科學(xué)技術(shù)研究究所5隧道高寬比影影響分析及監(jiān)監(jiān)控方案隧道高寬比對對圍巖應(yīng)力的的影響及監(jiān)控控方案拱頂圍巖應(yīng)力力隧道高寬比越越小，拱頂圍圍巖壓應(yīng)力值值越小，容易易出現(xiàn)拉應(yīng)力力，因而要加加強(qiáng)監(jiān)測并采采取必要措施施，防止出現(xiàn)現(xiàn)拉裂破壞。。60福建省交通科科學(xué)技術(shù)研究究所5隧道高寬比影影響分析及監(jiān)監(jiān)控方案隧道高寬比對對圍巖應(yīng)力的的影響及監(jiān)控控方案仰拱圍巖應(yīng)力力與拱頂類似61福建省交通科科學(xué)技術(shù)研究究所5隧道高寬比影影響分析及監(jiān)監(jiān)控方案隧道高寬比對對圍巖應(yīng)力的的影響及監(jiān)控控方案拱腰圍巖應(yīng)力力高寬比較大，，對應(yīng)的σzz、σxx、σ3較大圍巖應(yīng)力穩(wěn)定定后，二者σ1大小接近62福建省交通科科學(xué)技術(shù)研究究所5隧道高寬比影影響分析及監(jiān)監(jiān)控方案隧道高寬比對對變形的影響響及監(jiān)控方案案拱頂豎向位移移63福建省交通科科學(xué)技術(shù)研究究所5隧道高寬比影影響分析及監(jiān)監(jiān)控方案隧道高寬比對對變形的影響響及監(jiān)控方案案拱頂豎向位移移64福建省交通科科學(xué)技術(shù)研究究所5隧道高寬比影影響分析及監(jiān)監(jiān)控方案隧道高寬比對對變形的影響響及監(jiān)控方案案仰拱豎向位移移65福建省交通科科學(xué)技術(shù)研究究所5隧道高寬比影影響分析及監(jiān)監(jiān)控方案隧道高寬比對對變形的影響響及監(jiān)控方案案拱腰側(cè)向位移移高寬比越大，，拱腰側(cè)向位位移也越大高寬比越小，，后期變形回回彈越大66福建省交通科科學(xué)技術(shù)研究究所目錄錄1分析工況及計(jì)計(jì)算模型確立立2基于三維有限限元分析隧道道施工效應(yīng)3圍巖等級影響響分析及監(jiān)控控方案4開挖方法影響響分析及監(jiān)控控方案5隧道高寬比影影響分析及監(jiān)監(jiān)控方案6隧道埋深影響響分析及監(jiān)控控方案7搖前隧道計(jì)算算分析8結(jié)論67福建省交通科科學(xué)技術(shù)研究究所6隧道埋深影響響分析及監(jiān)控控方案淺埋隧道和深深埋隧道的劃劃分《公路隧道設(shè)計(jì)計(jì)規(guī)范》（JTGD79-2004）：淺埋和深埋隧隧道的分界，，按荷載等效效高度值，并并結(jié)合地質(zhì)條條件、施工方方法等因素綜綜合判定。深、淺埋隧道道分界的深度度：Hp=（2～2.5）hq大斷面隧道淺淺埋、超淺埋埋劃分：0.6＜H/B≤1.5，為淺埋H/B≤0.6時(shí)，為超淺埋埋68福建省交通科科學(xué)技術(shù)研究究所6隧道埋深影響響分析及監(jiān)控控方案淺埋隧道和深深埋隧道的劃劃分對于Ⅴ級圍巖中寬11.7m的隧道：埋深H＜7m：超淺埋隧道道7m＜H＜30m：淺埋隧道H＞30m：深埋隧道69福建省交通科科學(xué)技術(shù)研究究所6隧道埋深影響響分析及監(jiān)控控方案深埋隧道分析及及監(jiān)控方案埋深對深埋隧道道圍巖應(yīng)力的影影響及監(jiān)控方案案拱頂圍巖應(yīng)力埋深越大，開挖挖后應(yīng)力恢復(fù)量量越大，拱頂圍圍巖應(yīng)力趨于穩(wěn)穩(wěn)定的時(shí)間越長長。70福建省交通科學(xué)學(xué)技術(shù)研究所6隧道埋深影響分分析及監(jiān)控方案案深埋隧道分析及及監(jiān)控方案埋深對深埋隧道道圍巖應(yīng)力的影影響及監(jiān)控方案案仰拱圍巖應(yīng)力71福建省交通科學(xué)學(xué)技術(shù)研究所6隧道埋深影響分分析及監(jiān)控方案案深埋隧道分析及及監(jiān)控方案埋深對深埋隧道道圍巖應(yīng)力的影影響及監(jiān)控方案案拱腰圍巖應(yīng)力埋深愈大，開挖引起σzz增量越大72福建省交通科學(xué)學(xué)技術(shù)研究所6隧道埋深影響分分析及監(jiān)控方案案深埋隧道分析及及監(jiān)控方案埋深對深埋隧道道圍巖應(yīng)力的影影響及監(jiān)控方案案隧道圍巖應(yīng)力分分布σ3分布云圖σ1分布云圖73福建省交通科學(xué)學(xué)技術(shù)研究所6隧道埋深影響分分析及監(jiān)控方案案深埋隧道分析及及監(jiān)控方案埋深對深埋隧道道圍巖應(yīng)力的影影響及監(jiān)控方案案隧道圍巖應(yīng)力分分布σ3分布云圖σ1分布云圖74福建省交通科學(xué)學(xué)技術(shù)研究所6隧道埋深影響分分析及監(jiān)控方案案深埋隧道分析及及監(jiān)控方案埋深對深埋隧道道圍巖應(yīng)力的影影響及監(jiān)控方案案隧道圍巖應(yīng)力分分布σ3分布云圖σ1分布云圖75福建省交通科學(xué)學(xué)技術(shù)研究所6隧道埋深影響分分析及監(jiān)控方案案深埋隧道分析及及監(jiān)控方案埋深對深埋隧道道圍巖應(yīng)力的影影響及監(jiān)控方案案隧道圍巖應(yīng)力分分布拱頂和仰拱中點(diǎn)點(diǎn)對應(yīng)的值偏低低，易出現(xiàn)拉應(yīng)應(yīng)力，應(yīng)適當(dāng)加加強(qiáng)監(jiān)控量測，，防止圍巖和支支護(hù)結(jié)構(gòu)的受拉拉破壞隧道埋深越淺，，可能出現(xiàn)拉應(yīng)應(yīng)力的范圍越大大，斷面測點(diǎn)數(shù)數(shù)量應(yīng)該相應(yīng)增增加76福建省交通科學(xué)學(xué)技術(shù)研究所6隧道埋深影響分分析及監(jiān)控方案案深埋隧道分析及及監(jiān)控方案埋深對深埋隧道道變形的影響及及監(jiān)控方案拱頂豎向位移埋深越大：隧道道拱頂產(chǎn)生的沉沉降越大沉降達(dá)到穩(wěn)定的的時(shí)間越長掌子面遠(yuǎn)離測點(diǎn)點(diǎn)后位移增量仍仍較大77福建省交通科學(xué)學(xué)技術(shù)研究所6隧道埋深影響分分析及監(jiān)控方案案深埋隧道分析及及監(jiān)控方案埋深對深埋隧道道變形的影響及及監(jiān)控方案拱頂豎向位移78福建省交通科學(xué)學(xué)技術(shù)研究所6隧道埋深影響分分析及監(jiān)控方案案淺埋隧道分析及及監(jiān)控方案埋深對淺埋隧道道圍巖應(yīng)力的影影響及監(jiān)控方案案隧道不同埋深對對應(yīng)σ3分布云圖（4-1）79福建省交通科學(xué)學(xué)技術(shù)研究所6隧道埋深影響分分析及監(jiān)控方案案淺埋隧道分析及及監(jiān)控方案埋深對淺埋隧道道圍巖應(yīng)力的影影響及監(jiān)控方案案隧道不同埋深對對應(yīng)σ3分布云圖（4-2）80福建省交通科學(xué)學(xué)技術(shù)研究所6隧道埋深影響分分析及監(jiān)控方案案淺埋隧道分析及及監(jiān)控方案埋深對淺埋隧道道圍巖應(yīng)力的影影響及監(jiān)控方案案隧道不同埋深對對應(yīng)σ3分布云圖（4-3）81福建省交通科學(xué)學(xué)技術(shù)研究所6隧道埋深影響分分析及監(jiān)控方案案淺埋隧道分析及及監(jiān)控方案埋深對淺埋隧道道圍巖應(yīng)力的影影響及監(jiān)控方案案隧道不同埋深對對應(yīng)σ3分布云圖（4-4）82福建省交通科學(xué)學(xué)技術(shù)研究所6隧道埋深影響分分析及監(jiān)控方案案淺埋隧道分析及及監(jiān)控方案埋深對淺埋隧道道圍巖應(yīng)力的影影響及監(jiān)控方案案埋深越淺，隧道道開挖越容易引引起圍巖產(chǎn)生拉拉裂破壞對于超淺埋隧道道，拉應(yīng)力出現(xiàn)現(xiàn)范圍可延伸至至地表83福建省交通科學(xué)學(xué)技術(shù)研究所6隧道埋深影響分分析及監(jiān)控方案案淺埋隧道分析及及監(jiān)控方案埋深對淺埋隧道道變形的影響及及監(jiān)控方案不同埋深對應(yīng)豎豎向變形云圖（（4-1）84福建省交通科學(xué)學(xué)技術(shù)研究所6隧道埋深影響分分析及監(jiān)控方案案淺埋隧道分析及及監(jiān)控方案埋深對淺埋隧道道變形的影響及及監(jiān)控方案不同埋深對應(yīng)豎豎向變形云圖（（4-2）85福建省交通科學(xué)學(xué)技術(shù)研究所6隧道埋深影響分分析及監(jiān)控方案案淺埋隧道分析及及監(jiān)控方案埋深對淺埋隧道道變形的影響及及監(jiān)控方案不同埋深對應(yīng)豎豎向變形云圖（（4-3）86福建省交通科學(xué)學(xué)技術(shù)研究所6隧道埋深影響分分析及監(jiān)控方案案淺埋隧道分析及及監(jiān)控方案埋深對淺埋隧道道變形的影響及及監(jiān)控方案不同埋深對應(yīng)豎豎向變形云圖（（4-4）87福建省交通科學(xué)學(xué)技術(shù)研究所6隧道埋深影響分分析及監(jiān)控方案案淺埋隧道分析及及監(jiān)控方案埋深對淺埋隧道道變形的影響及及監(jiān)控方案由于受埋深、支支護(hù)等因素影響響，淺埋隧道最最大沉降發(fā)生在在距離拱頂中央央（1/4～1/6）B位置在進(jìn)行拱頂變形形監(jiān)控量測時(shí)，，有必要結(jié)合實(shí)實(shí)際工程特征，，在偏離中軸線線（1/4～1/6）B位置處布置測線線88福建省交通科學(xué)學(xué)技術(shù)研究所6隧道埋深影響分分析及監(jiān)控方案案淺埋隧道分析及及監(jiān)控方案埋深對淺埋隧道道變形的影響及及監(jiān)控方案89福建省交通科學(xué)學(xué)技術(shù)研究所6隧道埋深影響分分析及監(jiān)控方案案淺埋隧道分析及及監(jiān)控方案埋深對淺埋隧道道變形的影響及及監(jiān)控方案淺埋隧道，其覆覆蓋層一般為松松散的第四紀(jì)堆堆積物，土體抗抗拉能力極差，，且埋深越淺，，圍巖的自穩(wěn)能能力越差，因而而開挖造成較大大的拱頂變形當(dāng)隧道達(dá)到一定定的埋深時(shí)，隧隧道變形主要取取決于上覆土重重，埋深越大，，隧道結(jié)構(gòu)受荷荷越大，因而變變形也隨之增大大90福建省交通科學(xué)學(xué)技術(shù)研究所6隧道埋深影響分分析及監(jiān)控方案案淺埋隧道分析及及監(jiān)控方案埋深對淺埋隧道道變形的影響及及監(jiān)控方案在其它條件相同同的情況下，存存在一個(gè)埋深，，在該埋深下拱拱頂上方地表沉沉降最小對于文中的分析析工況，該埋深深約為2/3Hp91福建省交通科學(xué)學(xué)技術(shù)研究所目錄錄1分析工況及計(jì)算算模型確立2基于三維有限元元分析隧道施工工效應(yīng)3圍巖等級影響分分析及監(jiān)控方案案4開挖方法影響分分析及監(jiān)控方案案5隧道高寬比影響響分析及監(jiān)控方方案6隧道埋深影響分分析及監(jiān)控方案案7搖前隧道計(jì)算分分析8結(jié)論92福建省交通科學(xué)學(xué)技術(shù)研究所7搖前隧道計(jì)算分分析7.1工程概況搖前隧道位于浦浦南高速公路B7合同段采用雙洞單向行行車（上下行分分離），起訖樁樁號為：左洞K147+896～K148+228，長332米；右洞K147+886～K148+254，長368米。暗洞采用復(fù)合式式支護(hù)結(jié)構(gòu)形式式初期支護(hù)以錨桿桿、鋼筋網(wǎng)和噴噴射混凝土組成成聯(lián)合支護(hù)體系系二次襯砌采用模模筑混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)初期支護(hù)與二次次襯砌結(jié)構(gòu)之間間設(shè)有防水排水水夾層93福建省交通科學(xué)學(xué)技術(shù)研究所7搖前隧道計(jì)算分分析7.2隧道工程地質(zhì)條條件94福建省交通科學(xué)學(xué)技術(shù)研究所7搖前隧道計(jì)算分分析7.3計(jì)算模型95福建省交通科學(xué)學(xué)技術(shù)研究所7搖前隧道計(jì)算分分析7.3計(jì)算模型96福建省交通科學(xué)學(xué)技術(shù)研究所7搖前隧道計(jì)算分分析7.4計(jì)算結(jié)果分析隧道拱頂沉降曲曲線97福建省交通科學(xué)學(xué)技術(shù)研究所7搖前隧道計(jì)算分分析7.4計(jì)算結(jié)果分析隧道拱頂沉降曲曲線98福建省交通科學(xué)學(xué)技術(shù)研究所7搖前隧道計(jì)算分分析7.4右洞塌方處理效效果分析99福建省交通科