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1、会计学1隧道隧道(sudo)监控量测有限元计算监控量测有限元计算第一页，共106页。福建省交通(jiotng)科学技术研究所21 分析工况及计算分析工况及计算(j sun)模型确模型确立立分析因素围岩等级开挖方法隧道高宽比隧道埋深工况级围岩全断面开挖0.6950m级围岩分台阶开挖0.48100m级围岩左右分步开挖/300m分析分析(fnx)工况设置工况设置 第2页/共106页第二页，共106页。福建省交通(jiotng)科学技术研究所31 分析分析(fnx)工况及计算模型确工况及计算模型确立立n n基本计算工况基本计算工况基本计算工况基本计算工况n n围岩：围岩：围岩：围岩：级级级级n n埋深
2、：埋深：埋深：埋深：100m100mn n开挖方式开挖方式开挖方式开挖方式(fngsh)(fngsh)：全断面：全断面：全断面：全断面n n隧道横截面：三心圆加仰拱，高宽比隧道横截面：三心圆加仰拱，高宽比隧道横截面：三心圆加仰拱，高宽比隧道横截面：三心圆加仰拱，高宽比0.690.69n n初衬：锚喷支护初衬：锚喷支护初衬：锚喷支护初衬：锚喷支护第3页/共106页第三页，共106页。福建省交通(jiotng)科学技术研究所41 分析分析(fnx)工况及计算模型确工况及计算模型确立立隧道截面几何隧道截面几何(j h)尺寸示意图尺寸示意图第4页/共106页第四页，共106页。福建省交通(jiotng
3、)科学技术研究所51 分析工况及计算模型分析工况及计算模型(mxng)确立确立各介质力学各介质力学(l xu)参数参数 名称弹性模量E/GPa泊松比重度/(kN/m3)粘聚力c/MPa内摩擦 角/级围岩3.00.29240.435级围岩1.00.35220.1030级围岩0.40.41180.02525锚杆2000.2578/衬砌200.2528/第5页/共106页第五页，共106页。福建省交通(jiotng)科学技术研究所61 分析工况及计算分析工况及计算(j sun)模型确模型确立立围岩网格围岩网格(wn)划分示意图划分示意图第6页/共106页第六页，共106页。福建省交通(jiotng)
4、科学技术研究所71 分析工况及计算分析工况及计算(j sun)模型确模型确立立开挖开挖(ki w)岩体网格划分岩体网格划分 第7页/共106页第七页，共106页。福建省交通(jiotng)科学技术研究所81 分析分析(fnx)工况及计算模型确工况及计算模型确立立衬砌及锚杆网格衬砌及锚杆网格(wn)划分划分 第8页/共106页第八页，共106页。福建省交通(jiotng)科学技术研究所91 分析工况及计算模型分析工况及计算模型(mxng)确立确立二维围岩网格二维围岩网格(wn)划分划分 衬砌及锚衬砌及锚杆分布杆分布第9页/共106页第九页，共106页。福建省交通(jiotng)科学技术研究所10
5、目目 录录n n1 分析工况及计算模型确立 n n2 基于三维有限元分析隧道施工效应n n3 围岩等级影响分析及监控方案(fng n)n n4 开挖方法影响分析及监控方案(fng n)n n5 隧道高宽比影响分析及监控方案(fng n)n n6 隧道埋深影响分析及监控方案(fng n)n n7 摇前隧道计算分析n n8 结论第10页/共106页第十页，共106页。福建省交通(jiotng)科学技术研究所112 基于三维有限元分析基于三维有限元分析隧道施工隧道施工(sh gng)效应效应 n n施工施工(sh gng)过程动态仿真基过程动态仿真基本原理本原理 n n对各施工对各施工(sh gng
6、)阶段的状态阶段的状态表达式：表达式：对每个施工步，增量加载过程的表达式：第11页/共106页第十一页，共106页。福建省交通(jiotng)科学技术研究所122 基于三维有限元分析基于三维有限元分析隧道隧道(sudo)施工效应施工效应 n n计算结果分析计算结果分析(fnx)第12页/共106页第十二页，共106页。福建省交通(jiotng)科学技术研究所132 基于三维有限元分析基于三维有限元分析隧道施工隧道施工(sh gng)效应效应 n n计算结果分析计算结果分析 n n施工对隧道围岩应力施工对隧道围岩应力(yngl)影影响响 第13页/共106页第十三页，共106页。福建省交通(ji
7、otng)科学技术研究所142 基于三维有限元分析基于三维有限元分析隧道隧道(sudo)施工效应施工效应 n n计算结果分析计算结果分析 n n施工对隧道施工对隧道(sudo)围岩应力围岩应力影响影响 第14页/共106页第十四页，共106页。福建省交通(jiotng)科学技术研究所152 基于三维有限元分析基于三维有限元分析隧道施工隧道施工(sh gng)效应效应 n n计算结果分析计算结果分析 n n施工对隧道施工对隧道(sudo)围岩应力围岩应力影响影响 第15页/共106页第十五页，共106页。福建省交通(jiotng)科学技术研究所162 基于基于(jy)三维有限元三维有限元分析隧道
8、施工效应分析隧道施工效应 n n计算结果分析计算结果分析 n n施工对隧道围岩应力影响施工对隧道围岩应力影响 n n隧道开挖是一个复杂隧道开挖是一个复杂(fz)的的先加载后卸载的过程先加载后卸载的过程n n循环荷载易造成低强度围岩发循环荷载易造成低强度围岩发生屈服破坏，从而丧失稳定性生屈服破坏，从而丧失稳定性n n隧道开挖卸荷效应表现：拱底隧道开挖卸荷效应表现：拱底最为明显最为明显n n 拱顶次之拱顶次之n n 拱腰最弱拱腰最弱 n n主应力最大值出现在拱腰，在主应力最大值出现在拱腰，在进行应力监控量测时首先应考进行应力监控量测时首先应考虑拱腰部位。虑拱腰部位。第16页/共106页第十六页，共
9、106页。福建省交通(jiotng)科学技术研究所172 基于三维有限元分析基于三维有限元分析隧道施工隧道施工(sh gng)效应效应 n n计算结果分析计算结果分析 n n施工对隧道变形施工对隧道变形(bin xng)影影响响 施工过程中位移变化曲线施工过程中位移变化曲线 z向：变形持续增加，最后达到稳定x向：变形相对较小y向：变形先增加后减小拱顶和仰拱以竖向变拱顶和仰拱以竖向变形监测为主形监测为主 第17页/共106页第十七页，共106页。福建省交通(jiotng)科学技术研究所182 基于三维有限元分析基于三维有限元分析(fnx)隧道施工效应隧道施工效应 n n计算结果分析计算结果分析
10、n n施工对隧道施工对隧道(sudo)变形影变形影响响x方向位移在增加后出现减小的过程拱腰以监测水平向周边收敛为主 施工过程中位移变化曲线施工过程中位移变化曲线 第18页/共106页第十八页，共106页。福建省交通(jiotng)科学技术研究所192 基于三维有限元分析基于三维有限元分析隧道隧道(sudo)施工效应施工效应 n n计算结果分析计算结果分析(fnx)n n施工对隧道变形影响施工对隧道变形影响洞内监测数据一般无法反映前期施工对围岩产生的扰动影响；洞外监测应提前布点，充分了解施工扰动效应。第19页/共106页第十九页，共106页。福建省交通(jiotng)科学技术研究所20目目 录录
11、n n1 分析工况及计算模型确立 n n2 基于三维有限元分析隧道施工效应n n3 围岩等级(dngj)影响分析及监控方案n n4 开挖方法影响分析及监控方案n n5 隧道高宽比影响分析及监控方案n n6 隧道埋深影响分析及监控方案n n7 摇前隧道计算分析n n8 结论第20页/共106页第二十页，共106页。福建省交通(jiotng)科学技术研究所213 围岩等级影响围岩等级影响(yngxing)分析及监控分析及监控方案方案 n n围岩等级围岩等级(dngj)对隧道围岩应对隧道围岩应力的影响及监控方案力的影响及监控方案n n拱顶围岩应力拱顶围岩应力 zz，1：差异不明显xx，3：级围岩最大
12、 级围岩最小第21页/共106页第二十一页，共106页。福建省交通(jiotng)科学技术研究所223 围岩等级围岩等级(dngj)影响影响分析及监控方案分析及监控方案 n n围岩等级对隧道围岩等级对隧道(sudo)围岩应围岩应力的影响及监控方案力的影响及监控方案n n隧道隧道(sudo)围岩应力分布围岩应力分布 3分布云图分布云图1分布云图分布云图仰拱部分单元出现拉应力第22页/共106页第二十二页，共106页。福建省交通(jiotng)科学技术研究所233 围岩围岩(wi yn)等级影等级影响分析及监控方案响分析及监控方案 n n围岩等级对隧道围岩等级对隧道(sudo)围岩应围岩应力的影响
13、及监控方案力的影响及监控方案n n隧道隧道(sudo)围岩应力围岩应力 3分布云图分布云图1分布云图分布云图第23页/共106页第二十三页，共106页。福建省交通(jiotng)科学技术研究所243 围岩围岩(wi yn)等级影等级影响分析及监控方案响分析及监控方案 n n围岩等级围岩等级(dngj)对隧道围岩应对隧道围岩应力的影响及监控方案力的影响及监控方案n n隧道围岩应力隧道围岩应力 3分布云图分布云图1分布云图分布云图第24页/共106页第二十四页，共106页。福建省交通(jiotng)科学技术研究所253 围岩等级围岩等级(dngj)影响影响分析及监控方案分析及监控方案 n n围岩等
14、级围岩等级(dngj)对隧道围岩应对隧道围岩应力的影响及监控方案力的影响及监控方案n n隧道围岩应力隧道围岩应力 n n 级围岩仰拱部分单元出现拉级围岩仰拱部分单元出现拉应力，对应值大于应力，对应值大于级围岩中同级围岩中同位置单元应力。位置单元应力。n n对于各级围岩，主应力最大值均对于各级围岩，主应力最大值均出现在拱腰，因此在进行应力监出现在拱腰，因此在进行应力监控量测时首先应考虑拱腰部位。控量测时首先应考虑拱腰部位。第25页/共106页第二十五页，共106页。福建省交通(jiotng)科学技术研究所263 围岩等级影响分析及围岩等级影响分析及监控监控(jin kn)方案方案 n n 围岩(
15、wi yn)等级对隧道变形的影响及监控方案n n拱顶竖向变形 第26页/共106页第二十六页，共106页。福建省交通(jiotng)科学技术研究所273 围岩等级影响围岩等级影响(yngxing)分析及监控分析及监控方案方案 n n 围岩等级对隧道变形的影响及监控(jin kn)方案 n n拱顶竖向变形第27页/共106页第二十七页，共106页。福建省交通(jiotng)科学技术研究所283 围岩等级影响分析围岩等级影响分析(fnx)及监控方案及监控方案 n n 围岩等级(dngj)对隧道变形的影响及监控方案 n n拱顶竖向变形第28页/共106页第二十八页，共106页。福建省交通(jiotn
16、g)科学技术研究所293 围岩等级影响分析及围岩等级影响分析及监控监控(jin kn)方案方案 n n 围岩等级对隧道(sudo)变形的影响及监控方案 n n仰拱竖向变形第29页/共106页第二十九页，共106页。福建省交通(jiotng)科学技术研究所303 围岩等级影响围岩等级影响(yngxing)分析及监控分析及监控方案方案 n n 围岩等级对隧道变形的影响及监控方案 n n拱腰侧向变形n n 围岩条件(tiojin)差时，会出现变形回弹第30页/共106页第三十页，共106页。福建省交通(jiotng)科学技术研究所31目目 录录n n1 分析工况及计算模型确立 n n2 基于三维有限
17、元分析隧道施工效应n n3 围岩(wi yn)等级影响分析及监控方案n n4 开挖方法影响分析及监控方案n n5 隧道高宽比影响分析及监控方案n n6 隧道埋深影响分析及监控方案n n7 摇前隧道计算分析n n8 结论第31页/共106页第三十一页，共106页。福建省交通(jiotng)科学技术研究所324 开挖开挖(ki w)方法影响方法影响分析及监控方案分析及监控方案n n 开挖(ki w)方法简介第32页/共106页第三十二页，共106页。福建省交通(jiotng)科学技术研究所334 开挖方法开挖方法(fngf)影响影响分析及监控方案分析及监控方案n n 开挖(ki w)方法简介第33
18、页/共106页第三十三页，共106页。福建省交通(jiotng)科学技术研究所344 开挖方法影响开挖方法影响(yngxing)分析及监控分析及监控方案方案n n开挖方法对隧道围岩应力的影响开挖方法对隧道围岩应力的影响(yngxing)及监控方案及监控方案n n拱顶围岩应力拱顶围岩应力 左右分步开挖方法对应隧道拱顶围岩应力最大第34页/共106页第三十四页，共106页。福建省交通(jiotng)科学技术研究所354 开挖方法影响分析开挖方法影响分析(fnx)及监控方案及监控方案n n开挖开挖(ki w)方法对隧道围岩应方法对隧道围岩应力的影响及监控方案力的影响及监控方案n n仰拱围岩应力仰拱围
19、岩应力 上下台阶分步开挖法中仰拱易出现拉应力第35页/共106页第三十五页，共106页。福建省交通(jiotng)科学技术研究所364 开挖方法影响分析开挖方法影响分析(fnx)及监控方案及监控方案n n开挖开挖(ki w)方法对隧道围岩应方法对隧道围岩应力的影响及监控方案力的影响及监控方案n n拱腰围岩应力拱腰围岩应力 三种开挖方式对zz、1影响较小；上下台阶开挖法对应xx、3最小 第36页/共106页第三十六页，共106页。福建省交通(jiotng)科学技术研究所374 开挖方法开挖方法(fngf)影响影响分析及监控方案分析及监控方案n n开挖方法对隧道开挖方法对隧道(sudo)围岩应围岩
20、应力的影响及监控方案力的影响及监控方案 n n围岩应力分布围岩应力分布3分布云图分布云图1分布云图分布云图局部区域产生较小的拉应力；拱腰高应力区贴近开挖边界 第37页/共106页第三十七页，共106页。福建省交通(jiotng)科学技术研究所384 开挖方法影响开挖方法影响(yngxing)分析及监控分析及监控方案方案n n开挖方法对隧道围岩应力开挖方法对隧道围岩应力(yngl)的影响及监控方案的影响及监控方案n n围岩应力围岩应力(yngl)分布分布 3分布云图分布云图1分布云图分布云图拱腰围岩高应力区离开挖边界一定距离 第38页/共106页第三十八页，共106页。福建省交通(jiotng)
21、科学技术研究所394 开挖方法影响分析及开挖方法影响分析及监控监控(jin kn)方案方案n n开挖方法对隧道围岩应力开挖方法对隧道围岩应力(yngl)的影响及监控方案的影响及监控方案 n n围岩应力围岩应力(yngl)分布分布3分布云图分布云图1分布云图分布云图存在拉应力分布区 第39页/共106页第三十九页，共106页。福建省交通(jiotng)科学技术研究所404 开挖方法影响分析及开挖方法影响分析及监控监控(jin kn)方案方案n n开挖方法对隧道变形开挖方法对隧道变形(bin xng)的影响及监控方案的影响及监控方案 第40页/共106页第四十页，共106页。福建省交通(jiotn
22、g)科学技术研究所414 开挖方法影响分析及开挖方法影响分析及监控监控(jin kn)方案方案n n开挖方法对隧道开挖方法对隧道(sudo)变形的变形的影响及监控方案影响及监控方案 拱顶总位移：从隧道截面开始开挖直至截面施工结束引起的拱顶围岩总位移。包括拱顶还未开挖时，其它部位开挖对拱顶围岩产生的扰动影响。拱顶监测位移：拱顶位置岩体开始开挖直至截面施工结束引起的拱顶围岩位移。不包含前期其它位置开挖对拱顶位置岩体的扰动变形。一般认为，拱顶监测位移易通过相关设备监测，拱顶总位移中对应拱顶开挖前引起的先期位移较难通过洞内监测手段获取。第41页/共106页第四十一页，共106页。福建省交通(jiotn
23、g)科学技术研究所424 开挖方法影响开挖方法影响(yngxing)分析及监控分析及监控方案方案n n开挖开挖(ki w)方法对隧道变形的方法对隧道变形的影响及监控方案影响及监控方案 全断面开挖法：全断面开挖法：拱顶总位移与监测位移值相等下沉主要在监测断面开挖后产生开挖后及时布设测点可获取位移变化全过程值单步开挖引起的位移较大，不及时支护容易出现塌方事故，因此相比更应加强监控量测。第42页/共106页第四十二页，共106页。福建省交通(jiotng)科学技术研究所434 开挖方法开挖方法(fngf)影响影响分析及监控方案分析及监控方案n n开挖方法对隧道变形的影响开挖方法对隧道变形的影响(yn
24、gxing)及监控方案及监控方案 台阶分步开挖法：台阶分步开挖法：拱顶总位移与监测位移值相等下沉主要在监测断面开挖后产生，在断面开挖后及时布设测点可获取位移变化全过程值与其它方法相比，该法对应的总位移和监测位移均为最大。拱顶变形是逐步发展的，单步施工引起的位移变化量较小第43页/共106页第四十三页，共106页。福建省交通(jiotng)科学技术研究所444 开挖开挖(ki w)方法影响方法影响分析及监控方案分析及监控方案n n开挖开挖(ki w)方法对隧道变形的方法对隧道变形的影响及监控方案影响及监控方案 单侧壁导坑法：单侧壁导坑法：总位移大于监测位移与其它开挖方法相比，该方法对应的拱顶总位
25、移最小拱腰部分开挖对拱顶围岩变形影响大，监测到的位移-时间曲线不能代表全过程在施作仰拱、拆除临时支护时，拱顶变形出现回弹，分析监测数据时应注意这一变形特征第44页/共106页第四十四页，共106页。福建省交通(jiotng)科学技术研究所454 开挖方法开挖方法(fngf)影响影响分析及监控方案分析及监控方案n n开挖开挖(ki w)方法对隧道变形的方法对隧道变形的影响及监控方案影响及监控方案 双侧壁导坑法：双侧壁导坑法：总位移大于监测位移与其它开挖方法相比，该方法对应的拱顶监测位移最小拱腰部分开挖对拱顶围岩变形影响大，监测到的位移-时间曲线不能代表全过程。第45页/共106页第四十五页，共1
26、06页。福建省交通(jiotng)科学技术研究所464 开挖开挖(ki w)方法影响方法影响分析及监控方案分析及监控方案n n开挖方法对隧道开挖方法对隧道(sudo)变形的变形的影响及监控方案影响及监控方案 Z方向位移云图方向位移云图x方向位移云图方向位移云图全断面开挖对应隧道位移云图全断面开挖对应隧道位移云图z方向最大位移发生在拱顶和仰拱x方向最大位移发生在距离拱脚1/3h高度处第46页/共106页第四十六页，共106页。福建省交通(jiotng)科学技术研究所474 开挖方法开挖方法(fngf)影响影响分析及监控方案分析及监控方案n n开挖方法对隧道变形的影响开挖方法对隧道变形的影响(yn
27、gxing)及监控方案及监控方案 Z方向位移云图方向位移云图x方向位移云图方向位移云图单侧壁导坑开挖对应隧道位移云图单侧壁导坑开挖对应隧道位移云图z方向和x方向最大位移均发生在靠上台阶底部位置 第47页/共106页第四十七页，共106页。福建省交通(jiotng)科学技术研究所484 开挖开挖(ki w)方法影响方法影响分析及监控方案分析及监控方案n n开挖开挖(ki w)方法对隧道变形的方法对隧道变形的影响及监控方案影响及监控方案 Z方向位移云图方向位移云图x方向位移云图方向位移云图双侧壁导坑开挖对应隧道位移云图双侧壁导坑开挖对应隧道位移云图z方向和x方向最大位移发生在后开挖导坑临时支护与拱
28、腰相交的位置，隆起变形仍以仰拱位置最大 第48页/共106页第四十八页，共106页。福建省交通(jiotng)科学技术研究所494 开挖方法开挖方法(fngf)影响影响分析及监控方案分析及监控方案n n开挖方法对隧道变形的影响开挖方法对隧道变形的影响(yngxing)及监控方案及监控方案 Z方向位移云图方向位移云图x方向位移云图方向位移云图台阶分步开挖对应隧道位移云图台阶分步开挖对应隧道位移云图变形规律与全断面开挖法类似 第49页/共106页第四十九页，共106页。福建省交通(jiotng)科学技术研究所504 开挖开挖(ki w)方法影响方法影响分析及监控方案分析及监控方案n n开挖方法开挖
29、方法(fngf)对隧道变形的对隧道变形的影响及监控方案影响及监控方案 上下台阶法对应的拱顶沉降最大，左右分步法最小全断面开挖方法：各开挖步引起的位移增量最大上下台阶开挖方法：上台阶开挖引起的位移大于下台阶开挖引起的位移左右开挖方法：两个施工步引起的位移接近第50页/共106页第五十页，共106页。福建省交通(jiotng)科学技术研究所514 开挖开挖(ki w)方法影响方法影响分析及监控方案分析及监控方案n n开挖方法对隧道开挖方法对隧道(sudo)变形的变形的影响及监控方案影响及监控方案 测点位于掌子面后方一定距离处，左右分布开挖对应的拱顶累计沉降与最终沉降的比值最大，变形发展快，更易趋于
30、稳定第51页/共106页第五十一页，共106页。福建省交通(jiotng)科学技术研究所524 开挖方法影响开挖方法影响(yngxing)分析及监控分析及监控方案方案n n开挖方法对锚杆受力影响开挖方法对锚杆受力影响(yngxing)及监控方案及监控方案 拱腰部分锚杆受力较大，尤以靠近洞壁端受力最大，因此对于采用全断面开挖法的隧道，监测锚杆内力时，应以监测拱腰锚杆靠近洞壁端受力为主。全断面开挖法对应锚杆内力第52页/共106页第五十二页，共106页。福建省交通(jiotng)科学技术研究所534 开挖开挖(ki w)方法影响分析方法影响分析及监控方案及监控方案n n开挖开挖开挖开挖(ki w)
31、(ki w)方法对锚杆受力影响及监方法对锚杆受力影响及监方法对锚杆受力影响及监方法对锚杆受力影响及监控方案控方案控方案控方案单侧壁导坑开挖法对应锚杆内力导坑位置锚杆受力较小，可不进行受力量测。但是上台阶底部位置锚杆受力较大，尤以远离洞壁端部分最大，应适当加强监测。第53页/共106页第五十三页，共106页。福建省交通(jiotng)科学技术研究所544 开挖方法影响开挖方法影响(yngxing)分析及监控方案分析及监控方案n n开挖方法开挖方法开挖方法开挖方法(fngf(fngf)对锚杆受力影响及监控方案对锚杆受力影响及监控方案对锚杆受力影响及监控方案对锚杆受力影响及监控方案 双侧壁导坑开挖法
32、对应锚杆内力图双侧壁导坑开挖法对应锚杆内力图 第54页/共106页第五十四页，共106页。福建省交通(jiotng)科学技术研究所554 开挖方法开挖方法(fngf)影响分析影响分析及监控方案及监控方案n n开挖方法开挖方法开挖方法开挖方法(fngf(fngf)对锚杆受力影响及监控方案对锚杆受力影响及监控方案对锚杆受力影响及监控方案对锚杆受力影响及监控方案 双侧壁导坑开挖法对应锚杆内力图双侧壁导坑开挖法对应锚杆内力图 侧壁导坑开挖和导坑衬砌支护时，导坑锚杆受力较小，且变化量不大，因此可不进行锚杆受力监控量测。中间台阶上部土体开挖引起靠内壁临时支护下方的锚杆内力增加近4倍，此时可结合实际对该部分
33、锚杆进行观测，直至断面开挖结束。拆除临时支护时，宜对临时支护与拱顶相交位置附近的锚杆进行受力监测。第55页/共106页第五十五页，共106页。福建省交通(jiotng)科学技术研究所564 开挖开挖(ki w)方法影响分析方法影响分析及监控方案及监控方案n n开挖开挖开挖开挖(ki w)(ki w)方法对锚杆受力影响及监控方案方法对锚杆受力影响及监控方案方法对锚杆受力影响及监控方案方法对锚杆受力影响及监控方案 台阶分步开挖法对应锚杆内力图锚杆受力相对较小。必要时对先开挖侧壁（土体2位置）底部锚杆靠近洞壁端进行受力监测。第56页/共106页第五十六页，共106页。福建省交通(jiotng)科学技
34、术研究所57目目 录录n n1 分析工况及计算模型(mxng)确立 n n2 基于三维有限元分析隧道施工效应n n3 围岩等级影响分析及监控方案n n4 开挖方法影响分析及监控方案n n5 隧道高宽比影响分析及监控方案n n6 隧道埋深影响分析及监控方案n n7 摇前隧道计算分析n n8 结论第57页/共106页第五十七页，共106页。福建省交通(jiotng)科学技术研究所585 隧道隧道(sudo)高宽比影高宽比影响分析及监控方案响分析及监控方案n n隧道高宽比对围岩应力隧道高宽比对围岩应力(yngl)的影响及监控方案的影响及监控方案n n拱顶围岩应力拱顶围岩应力(yngl)隧道高宽比越小
35、，拱顶围岩压应力值越小，容易出现拉应力，因而要加强监测并采取必要措施，防止出现拉裂破坏。第58页/共106页第五十八页，共106页。福建省交通(jiotng)科学技术研究所595 隧道高宽比影响分析隧道高宽比影响分析及监控及监控(jin kn)方案方案n n隧道高宽比对围岩应力隧道高宽比对围岩应力(yngl)的影响及监控方案的影响及监控方案n n仰拱围岩应力仰拱围岩应力(yngl)与拱顶类似第59页/共106页第五十九页，共106页。福建省交通(jiotng)科学技术研究所605 隧道高宽比影响隧道高宽比影响(yngxing)分析及监控分析及监控方案方案n n隧道高宽比对围岩应力隧道高宽比对围
36、岩应力(yngl)的影响及监控方案的影响及监控方案n n拱腰围岩应力拱腰围岩应力(yngl)高宽比较大，对应的zz、xx、3较大围岩应力稳定后，二者1大小接近第60页/共106页第六十页，共106页。福建省交通(jiotng)科学技术研究所615 隧道高宽比影响隧道高宽比影响(yngxing)分析及监控分析及监控方案方案n n隧道高宽比对变形的影响隧道高宽比对变形的影响(yngxing)及监控方案及监控方案 n n拱顶竖向位移拱顶竖向位移第61页/共106页第六十一页，共106页。福建省交通(jiotng)科学技术研究所625 隧道高宽比影响分析隧道高宽比影响分析(fnx)及监控方案及监控方案
37、n n隧道高宽比对变形的影响隧道高宽比对变形的影响(yngxing)及监控方案及监控方案 n n拱顶竖向位移拱顶竖向位移第62页/共106页第六十二页，共106页。福建省交通(jiotng)科学技术研究所635 隧道高宽比影响分析隧道高宽比影响分析(fnx)及监控方案及监控方案n n隧道高宽比对变形的影响隧道高宽比对变形的影响(yngxing)及监控方案及监控方案 n n仰拱竖向位移仰拱竖向位移第63页/共106页第六十三页，共106页。福建省交通(jiotng)科学技术研究所645 隧道高宽比影响隧道高宽比影响(yngxing)分析及监控分析及监控方案方案n n隧道高宽比对变形的影响及监控隧
38、道高宽比对变形的影响及监控(jin kn)方案方案 n n拱腰侧向位移拱腰侧向位移高宽比越大，拱腰侧向位移也越大高宽比越小，后期变形回弹越大第64页/共106页第六十四页，共106页。福建省交通(jiotng)科学技术研究所65目目 录录n n1 分析工况及计算模型确立(qul)n n2 基于三维有限元分析隧道施工效应n n3 围岩等级影响分析及监控方案n n4 开挖方法影响分析及监控方案n n5 隧道高宽比影响分析及监控方案n n6 隧道埋深影响分析及监控方案n n7 摇前隧道计算分析n n8 结论第65页/共106页第六十五页，共106页。福建省交通(jiotng)科学技术研究所666 隧
39、道埋深影响分析隧道埋深影响分析(fnx)及监控方案及监控方案n n浅埋隧道和深埋隧道的划分浅埋隧道和深埋隧道的划分 n n公路隧道设计规范（公路隧道设计规范（JTG D79-2004）：）：n n 浅埋和深埋隧道的分界，按荷载浅埋和深埋隧道的分界，按荷载(hzi)等效高度值，并结合地质条等效高度值，并结合地质条件、施工方法等因素综合判定。件、施工方法等因素综合判定。n n深、浅埋隧道分界的深度：深、浅埋隧道分界的深度：n nHp=（22.5）hqn n大断面隧道浅埋、超浅埋划分：大断面隧道浅埋、超浅埋划分：n n 0.6H/B1.5，为浅埋，为浅埋n n H/B0.6时，为超浅埋时，为超浅埋第
40、66页/共106页第六十六页，共106页。福建省交通(jiotng)科学技术研究所676 隧道埋深影响分析隧道埋深影响分析(fnx)及监控方案及监控方案n n浅埋隧道和深埋隧道的划分浅埋隧道和深埋隧道的划分 n n 对于对于(duy)级围岩中宽级围岩中宽11.7m的隧的隧道道：n n 埋深埋深H7m：超浅埋隧道：超浅埋隧道n n 7mH30m：浅埋隧道：浅埋隧道n n H30m：深埋隧道：深埋隧道第67页/共106页第六十七页，共106页。福建省交通(jiotng)科学技术研究所686 隧道埋深影响隧道埋深影响(yngxing)分析及监控分析及监控方案方案n n深埋隧道分析及监控方案深埋隧道分
41、析及监控方案深埋隧道分析及监控方案深埋隧道分析及监控方案(fng n)(fng n)n n埋深对深埋隧道围岩应力的影响及监控方案埋深对深埋隧道围岩应力的影响及监控方案埋深对深埋隧道围岩应力的影响及监控方案埋深对深埋隧道围岩应力的影响及监控方案(fng n)(fng n)n n拱顶围岩应力拱顶围岩应力拱顶围岩应力拱顶围岩应力 埋深越大，开挖后应力恢复量越大，拱顶围岩应力趋于稳定的时间越长。第68页/共106页第六十八页，共106页。福建省交通(jiotng)科学技术研究所696 隧道埋深影响分析及隧道埋深影响分析及监控监控(jin kn)方案方案n n深埋隧道分析及监控深埋隧道分析及监控深埋隧道
42、分析及监控深埋隧道分析及监控(jin kn(jin kn)方案方案方案方案 n n埋深对深埋隧道围岩应力的影响及监控埋深对深埋隧道围岩应力的影响及监控埋深对深埋隧道围岩应力的影响及监控埋深对深埋隧道围岩应力的影响及监控(jin kn(jin kn)方案方案方案方案n n仰拱围岩应力仰拱围岩应力仰拱围岩应力仰拱围岩应力 第69页/共106页第六十九页，共106页。福建省交通(jiotng)科学技术研究所706 隧道埋深影响分析隧道埋深影响分析(fnx)及监控方案及监控方案n n深埋隧道分析及监控方案深埋隧道分析及监控方案深埋隧道分析及监控方案深埋隧道分析及监控方案(fng n)(fng n)n
43、n埋深对深埋隧道围岩应力的影响及监控方埋深对深埋隧道围岩应力的影响及监控方埋深对深埋隧道围岩应力的影响及监控方埋深对深埋隧道围岩应力的影响及监控方案案案案(fng n)(fng n)n n拱腰围岩应力拱腰围岩应力拱腰围岩应力拱腰围岩应力 埋深愈大，开挖引起zz增量越大第70页/共106页第七十页，共106页。福建省交通(jiotng)科学技术研究所716 隧道埋深影响分析及隧道埋深影响分析及监控监控(jin kn)方案方案n n深埋隧道分析及监控方案深埋隧道分析及监控方案深埋隧道分析及监控方案深埋隧道分析及监控方案 n n埋深对深埋隧道围岩应力的影响埋深对深埋隧道围岩应力的影响埋深对深埋隧道围
44、岩应力的影响埋深对深埋隧道围岩应力的影响(y(y ngxingxi ng)ng)及监控方案及监控方案及监控方案及监控方案n n隧道围岩应力分布隧道围岩应力分布隧道围岩应力分布隧道围岩应力分布 3分布云图分布云图1分布云图分布云图第71页/共106页第七十一页，共106页。福建省交通(jiotng)科学技术研究所726 隧道埋深影响隧道埋深影响(yngxing)分析及监控分析及监控方案方案n n深埋隧道分析及监控方案深埋隧道分析及监控方案深埋隧道分析及监控方案深埋隧道分析及监控方案 n n埋深对深埋隧道围岩应力的影响埋深对深埋隧道围岩应力的影响埋深对深埋隧道围岩应力的影响埋深对深埋隧道围岩应力的
45、影响(y(y ngxingxi ng)ng)及监控方案及监控方案及监控方案及监控方案n n隧道围岩应力分布隧道围岩应力分布隧道围岩应力分布隧道围岩应力分布 3分布云图分布云图1分布云图分布云图第72页/共106页第七十二页，共106页。福建省交通(jiotng)科学技术研究所736 隧道隧道(sudo)埋深影响埋深影响分析及监控方案分析及监控方案n n深埋隧道分析深埋隧道分析深埋隧道分析深埋隧道分析(fnx)(fnx)及监控方案及监控方案及监控方案及监控方案 n n埋深对深埋隧道围岩应力的影响及监控方案埋深对深埋隧道围岩应力的影响及监控方案埋深对深埋隧道围岩应力的影响及监控方案埋深对深埋隧道围
46、岩应力的影响及监控方案n n隧道围岩应力分布隧道围岩应力分布隧道围岩应力分布隧道围岩应力分布 3分布云图分布云图1分布云图分布云图第73页/共106页第七十三页，共106页。福建省交通(jiotng)科学技术研究所746 隧道隧道(sudo)埋深影响埋深影响分析及监控方案分析及监控方案n n深埋隧道分析及监控深埋隧道分析及监控(jin kn)方案方案 n n埋深对深埋隧道围岩应力的埋深对深埋隧道围岩应力的影响及监控影响及监控(jin kn)方案方案n n隧道围岩应力分布隧道围岩应力分布 拱顶和仰拱中点对应的值偏低，易出现拉应力，应适当加强监控量测，防止围岩和支护结构的受拉破坏隧道埋深越浅，可能
47、出现拉应力的范围越大，断面测点数量应该相应增加第74页/共106页第七十四页，共106页。福建省交通(jiotng)科学技术研究所756 隧道埋深影响隧道埋深影响(yngxing)分析及监控分析及监控方案方案n n深埋隧道分析及监控深埋隧道分析及监控深埋隧道分析及监控深埋隧道分析及监控(jin kn(jin kn)方案方案方案方案 n n埋深对深埋隧道变形的影响及监控埋深对深埋隧道变形的影响及监控埋深对深埋隧道变形的影响及监控埋深对深埋隧道变形的影响及监控(jin(jin knkn)方案方案方案方案n n拱顶竖向位移拱顶竖向位移拱顶竖向位移拱顶竖向位移埋深越大：隧道拱顶产生的沉降越大 沉降达到
48、稳定的时间越长 掌子面远离测点后位移增量仍较大 第75页/共106页第七十五页，共106页。福建省交通(jiotng)科学技术研究所766 隧道埋深影响分析隧道埋深影响分析(fnx)及监控方案及监控方案n n深埋隧道分析及监控方案深埋隧道分析及监控方案深埋隧道分析及监控方案深埋隧道分析及监控方案 n n埋深对深埋隧道变形的影响埋深对深埋隧道变形的影响埋深对深埋隧道变形的影响埋深对深埋隧道变形的影响(y(y ngxingxi ng)ng)及监及监及监及监控方案控方案控方案控方案n n拱顶竖向位移拱顶竖向位移拱顶竖向位移拱顶竖向位移第76页/共106页第七十六页，共106页。福建省交通(jiotn
49、g)科学技术研究所776 隧道埋深影响分析隧道埋深影响分析(fnx)及监控方案及监控方案n n浅埋隧道浅埋隧道(sudo)分析及监分析及监控方案控方案 n n埋深对浅埋隧道埋深对浅埋隧道(sudo)围围岩应力的影响及监控方案岩应力的影响及监控方案 隧道不同埋深对应隧道不同埋深对应3分布云图分布云图（4-1）第77页/共106页第七十七页，共106页。福建省交通(jiotng)科学技术研究所786 隧道隧道(sudo)埋深影响埋深影响分析及监控方案分析及监控方案n n浅埋隧道分析浅埋隧道分析(fnx)及监控及监控方案方案 n n埋深对浅埋隧道围岩应力的埋深对浅埋隧道围岩应力的影响及监控方案影响及
50、监控方案 隧道不同埋深对应隧道不同埋深对应3分布云图分布云图（4-2）第78页/共106页第七十八页，共106页。福建省交通(jiotng)科学技术研究所796 隧道埋深影响分析隧道埋深影响分析(fnx)及监控方案及监控方案n n浅埋隧道分析及监控方案浅埋隧道分析及监控方案 n n埋深对浅埋隧道围岩应力埋深对浅埋隧道围岩应力(yngl)的影响及监控方案的影响及监控方案 隧道不同埋深对应隧道不同埋深对应3分布云图分布云图（4-3）第79页/共106页第七十九页，共106页。福建省交通(jiotng)科学技术研究所806 隧道埋深影响分析及隧道埋深影响分析及监控监控(jin kn)方案方案n n浅