隧道监控量测有限元计算实用教案

1、福建省交通(jiotng)科学技术研究所1目 录1 分析工况及计算模型确立 2 基于三维有限元分析隧道(sudo)施工效应3 围岩等级影响分析及监控方案4 开挖方法影响分析及监控方案5 隧道(sudo)高宽比影响分析及监控方案6 隧道(sudo)埋深影响分析及监控方案7 摇前隧道(sudo)计算分析8 结论第1页/共106页第一页，共106页。福建省交通(jiotng)科学技术研究所21 分析(fnx)工况及计算模型确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(fnx)工况设置 第2页/共106

2、页第二页，共106页。福建省交通(jiotng)科学技术研究所31 分析(fnx)工况及计算模型确立基本计算(j sun)工况围岩：级埋深：100m开挖方式：全断面隧道横截面：三心圆加仰拱，高宽比0.69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 分析工况及计算(j sun)模型确立隧道(sudo)截面几何尺寸示意图第4页/共106页第四页，共106页。福建省交通(jiotng)科学技术研究所51 分析工况及计算模型(mxng)确立各介质(jizh)力学参数 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、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(fnx)工况及计算模型确立围岩网格(wn )划分示意图第6页/共106页第六页，共106页。福建省交通(jiotng)科学技术研究所71 分析(fnx)工况及计算模型确立开挖(ki w)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(fnx)工况及计算模型确立衬砌及锚杆网格(wn )划分 第8页/共106

4、页第八页，共106页。福建省交通(jiotng)科学技术研究所91 分析(fnx)工况及计算模型确立二维围岩(wi yn)网格划分 衬砌及锚杆分布第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目 录 1 分析工况及计算模型确立 2 基于三维有限元分析隧道施工效应 3 围岩(wi yn)等级影响分析及监控方案 4 开挖方法影响分析及监控方案 5 隧道高宽比影响分析及监控方案 6 隧道埋深影响分析及监控方案 7 摇前隧道计算分析 8 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隧道(sudo)施工

5、效应 施工过程动态(dngti)仿真基本原理 对各施工阶段的状态表达式： 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隧道(sudo)施工效应 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隧道(sudo)施工效应 计算结果分析 施工对隧道(sudo)围岩应力影响 第13页/共106页第十三页，共106页。福建省交通(jiotng)科学技术研究所142 基于三维有限元分析(fnx)隧道施工效应 计算结果分析(f

6、nx) 施工对隧道围岩应力影响 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(fnx)隧道施工效应 计算结果分析 施工对隧道围岩应力(yngl)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 基于三维有限元分析隧道(sudo)施工效应 计算结果分析 施工对隧道围岩应力影响 隧道开挖是一个复杂的先加载后卸载的过程 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 隧道开挖卸荷效应表现：拱底最为明显(mngxin) 拱顶次之 拱腰最弱 主应力最大值出现在拱腰，在进行应力监控量测时首先

7、应考虑拱腰部位。第16页/共106页第十六页，共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隧道施工(sh gng)效应 计算结果分析 施工对隧道变形(bin xng)影响 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隧道施工(sh gng)效应 计算结果分析(fnx) 施工对隧道变形影响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

8、 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(fnx)隧道施工效应 计算结果分析 施工对隧道(sudo)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 录 1 分析工况及计算模型(mxng)确立 2 基于三维有限元分析隧道施工效应 3 围岩等级影响分析及监控方案 4 开挖方法影响分析及监控方案 5 隧道高宽比影响分析及监控方案 6 隧道埋深影响分析及监控方案 7

9、 摇前隧道计算分析 8 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 围岩等级影响分析(fnx)及监控方案 围岩等级对隧道围岩应力(yngl)的影响及监控方案 拱顶围岩应力(yngl) zz，1： 差异不明显xx，3： 级围岩最大 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 围岩等级影响(yngxing)分析及监控方案 围岩等级对隧道(sudo)围岩应力的影响及监控方案 隧道(sudo)围岩应力分布 3分布云图1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

10、省交通(jiotng)科学技术研究所233 围岩等级影响分析及监控(jin kn)方案 围岩(wi yn)等级对隧道围岩(wi yn)应力的影响及监控方案 隧道围岩(wi yn)应力 3分布云图1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 围岩等级影响(yngxing)分析及监控方案 围岩等级对隧道(sudo)围岩应力的影响及监控方案 隧道(sudo)围岩应力 3分布云图1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 围岩等级影响分析(fnx)及监控方案 围岩等级对隧道围岩应力的影响及

11、监控(jin kn)方案 隧道围岩应力 级围岩仰拱部分单元出现拉应力，对应值大于级围岩中同位置单元应力。 对于各级围岩，主应力最大值均出现在拱腰，因此在进行应力监控(jin kn)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(dngj)影响分析及监控方案 围岩等级对隧道变形的影响及监控( jin kn)方案 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(dngj)影响分析及监控方案 围岩等级对隧道(sudo)变形的影响及监控方案 拱顶竖向变形第

12、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(yngxing)分析及监控方案 围岩等级对隧道变形的影响(yngxing)及监控方案 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(jiotng)科学技术研究所293 围岩等级影响分析(fnx)及监控方案 围岩等级对隧道变形的影响(yngxing)及监控方案 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(yngxing)分析及监控方案 围岩(wi yn)等级对隧道变形的影响及监控方案 拱腰侧向变形

13、围岩(wi yn)条件差时，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 录 1 分析工况及计算模型确立 2 基于三维有限元分析隧道施工效应 3 围岩(wi yn)等级影响分析及监控方案 4 开挖方法影响分析及监控方案 5 隧道高宽比影响分析及监控方案 6 隧道埋深影响分析及监控方案 7 摇前隧道计算分析 8 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 开挖方法影响(yngxing)分析及监控方案 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(jiot

14、ng)科学技术研究所334 开挖方法影响分析及监控(jin kn)方案 开挖(ki w)方法简介第33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(ki w)方法影响分析及监控方案 开挖方法对隧道围岩应力的影响及监控方案(fng n) 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(yngxing)分析及监控方案 开挖方法对隧道围岩(wi yn)应力的影响及监控方案 仰拱围岩(wi yn)应力 上下台阶分步开挖法中仰拱易出现拉应力第35页

15、/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(yngxing)分析及监控方案 开挖方法对隧道围岩应力的影响及监控(jin kn)方案 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 开挖方法影响分析(fnx)及监控方案 开挖(ki w)方法对隧道围岩应力的影响及监控方案 围岩应力分布3分布云图1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)

16、科学技术研究所384 开挖方法影响分析(fnx)及监控方案 开挖方法对隧道围岩(wi yn)应力的影响及监控方案 围岩(wi yn)应力分布 3分布云图1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)科学技术研究所394 开挖方法影响分析(fnx)及监控方案 开挖方法对隧道围岩应力的影响及监控方案(fng n) 围岩应力分布3分布云图1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监控(jin kn)方案 开挖方法(fngf)对隧道变形的

17、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(jiotng)科学技术研究所414 开挖方法影响分析(fnx)及监控方案 开挖方法对隧道(sudo)变形的影响及监控方案 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(

18、jiotng)科学技术研究所424 开挖(ki w)方法影响分析及监控方案 开挖方法对隧道变形的影响及监控(jin kn)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(fngf)影响分析及监控方案 开挖方法对隧道(sudo)变形的影响及监控方案 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

19、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 开挖方法影响(yngxing)分析及监控方案 开挖(ki w)方法对隧道变形的影响及监控方案 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

20、，共106页。福建省交通(jiotng)科学技术研究所454 开挖方法影响(yngxing)分析及监控方案 开挖(ki w)方法对隧道变形的影响及监控方案 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106页。福建省交通(jiotng)科学技术研究所464 开挖方法(fngf)影响分析及监控方案 开挖方法对隧道变形的影响及监控(jin kn)方案 Z方向位移云图x方向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

21、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 开挖方法影响分析(fnx)及监控方案 开挖方法对隧道变形的影响及监控(jin kn)方案 Z方向位移云图x方向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 开挖方法(fngf)影响分析及监控方案 开挖方法对隧道变形的影响及监控(jin kn)方案 Z方向位移云图x方向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

22、临时支护与拱腰相交的位置，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(ki w)方法影响分析及监控方案 开挖方法对隧道变形(bin xng)的影响及监控方案 Z方向位移云图x方向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 开挖方法影响分析及监控(jin kn)方案 开挖方法对隧道变形(bin xng)的影响及监控方案 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

23、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 开挖方法影响分析(fnx)及监控方案 开挖方法对隧道变形的影响及监控(jin kn)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(yngxing)分析及监控方案 开挖方法(fngf)对锚杆受力影响及监控方案 拱腰部分锚杆受力较大，尤以靠近洞

24、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 开挖方法影响(yngxing)分析及监控方案 开挖方法对锚杆受力影响(yngxing)及监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 开挖方法影响分析(fnx)及监控方案 开挖(ki w)方

25、法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 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 开挖方法影响分析(fnx)及监控方案 开挖方法(fngf)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 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(

26、jiotng)科学技术研究所564 开挖方法影响分析及监控(jin kn)方案 开挖(ki w)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)科学技术研究所57目 录 1 分析工况及计算模型确立 2 基于三维有限元分析隧道施工效应 3 围岩等级影响分析及监控方案 4 开挖(ki w)方法影响分析及监控方案 5 隧道高宽比影响分析及监控方案 6 隧道埋深影响分析及监控方案 7 摇前隧道计算分析 8 结论第57页/共106页第五十七页，

27、共106页。福建省交通(jiotng)科学技术研究所585 隧道(sudo)高宽比影响分析及监控方案 隧道高宽比对围岩(wi yn)应力的影响及监控方案 拱顶围岩(wi yn)应力 隧道高宽比越小，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(yngxing)分析及监控方案 隧道(sudo)高宽比对围岩应力的影响及监控方案 仰拱围岩应力 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

28、影响分析(fnx)及监控方案 隧道(sudo)高宽比对围岩应力的影响及监控方案 拱腰围岩应力 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(yngxing)分析及监控方案 隧道高宽比对变形的影响及监控方案 拱顶(n dn)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及监控(jin kn)方案 隧道高宽比对变形的影响及监控方案(fng n) 拱顶竖向位移第62页/共106页第六十二页，共106页。福

29、建省交通(jiotng)科学技术研究所635 隧道(sudo)高宽比影响分析及监控方案 隧道高宽比对变形的影响及监控(jin kn)方案 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 隧道高宽比影响分析及监控(jin kn)方案 隧道高宽比对变形的影响及监控方案(fng n) 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 录 1 分析工况及计算模型确立 2 基于三维有限元分析隧道(sudo)施工效应 3 围岩等级影响分

30、析及监控方案 4 开挖方法影响分析及监控方案 5 隧道(sudo)高宽比影响分析及监控方案 6 隧道(sudo)埋深影响分析及监控方案 7 摇前隧道(sudo)计算分析 8 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 隧道埋深影响分析及监控(jin kn)方案浅埋隧道和深埋隧道的划分 公路隧道设计规范（JTG D79-2004）： 浅埋和深埋隧道的分界，按荷载等效高度值，并结合地质条件、施工方法等因素(yn s)综合判定。深、浅埋隧道分界的深度： Hp=（22.5）hq大断面隧道浅埋、超浅埋划分： 0.6H/B1.5，为浅埋 H/B0.6时，

31、为超浅埋第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(fnx)及监控方案浅埋隧道和深埋隧道的划分(hu fn) 对于级围岩中宽11.7m的隧道 ： 埋深H7m：超浅埋隧道 7mH30m：浅埋隧道 H30m：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(sudo)埋深影响分析及监控方案深埋隧道分析及监控方案(fng n) 埋深对深埋隧道围岩应力的影响及监控方案(fng n)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

32、十八页，共106页。福建省交通(jiotng)科学技术研究所696 隧道(sudo)埋深影响分析及监控方案深埋隧道分析(fnx)及监控方案 埋深对深埋隧道围岩应力的影响及监控方案仰拱围岩应力 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(yngxing)分析及监控方案深埋隧道分析及监控方案 埋深对深埋隧道围岩(wi yn)应力的影响及监控方案拱腰围岩(wi yn)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(yngxing)分析及监控方案深埋

33、隧道分析及监控方案 埋深对深埋隧道围岩应力的影响(yngxing)及监控方案隧道围岩应力分布 3分布云图1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 隧道埋深影响分析(fnx)及监控方案深埋隧道分析及监控方案 埋深对深埋隧道围岩(wi yn)应力的影响及监控方案隧道围岩(wi yn)应力分布 3分布云图1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 隧道埋深影响分析及监控(jin kn)方案深埋隧道分析及监控方案 埋深对深埋隧道围岩应力(yngl)的影响及监控方案隧道围岩应力(yngl

34、)分布 3分布云图1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 隧道埋深影响分析及监控(jin kn)方案深埋隧道分析及监控方案(fng n) 埋深对深埋隧道围岩应力的影响及监控方案(fng n)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(yngxing)分析及监控方案深埋隧道分析(fnx)及监控方案 埋深对

35、深埋隧道变形的影响及监控方案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(sudo)埋深影响分析及监控方案深埋隧道分析及监控方案 埋深对深埋隧道变形(bin xng)的影响及监控方案拱顶竖向位移第76页/共106页第七十六页，共106页。福建省交通(jiotng)科学技术研究所776 隧道埋深影响分析(fnx)及监控方案浅埋隧道分析(fnx)及监控方案 埋深对浅埋隧道围岩应力的影响及监控方案 隧道不同埋深对应3分布云图 （4-1）第77页/共

36、106页第七十七页，共106页。福建省交通(jiotng)科学技术研究所786 隧道埋深影响分析及监控(jin kn)方案浅埋隧道分析及监控方案 埋深对浅埋隧道围岩(wi yn)应力的影响及监控方案 隧道不同埋深对应3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(fnx)及监控方案浅埋隧道分析及监控方案(fng n) 埋深对浅埋隧道围岩应力的影响及监控方案(fng n) 隧道不同埋深对应3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(sud

37、o)埋深影响分析及监控方案浅埋隧道分析(fnx)及监控方案 埋深对浅埋隧道围岩应力的影响及监控方案 隧道不同埋深对应3分布云图 （4-4）第80页/共106页第八十页，共106页。福建省交通(jiotng)科学技术研究所816 隧道埋深影响分析(fnx)及监控方案浅埋隧道分析及监控(jin kn)方案 埋深对浅埋隧道围岩应力的影响及监控(jin kn)方案埋深越浅，隧道开挖越容易引起围岩产生拉裂破坏对于超浅埋隧道，拉应力出现范围可延伸至地表 第81页/共106页第八十一页，共106页。福建省交通(jiotng)科学技术研究所826 隧道埋深影响分析及监控(jin kn)方案浅埋隧道分析及监控方

38、案(fng n) 埋深对浅埋隧道变形的影响及监控方案(fng n)不同埋深对应竖向变形云图（4-1） 第82页/共106页第八十二页，共106页。福建省交通(jiotng)科学技术研究所836 隧道埋深影响分析及监控(jin kn)方案浅埋隧道分析(fnx)及监控方案 埋深对浅埋隧道变形的影响及监控方案不同埋深对应竖向变形云图（4-2） 第83页/共106页第八十三页，共106页。福建省交通(jiotng)科学技术研究所846 隧道埋深影响(yngxing)分析及监控方案浅埋隧道(sudo)分析及监控方案 埋深对浅埋隧道(sudo)变形的影响及监控方案不同埋深对应竖向变形云图（4-3） 第84

39、页/共106页第八十四页，共106页。福建省交通(jiotng)科学技术研究所856 隧道埋深影响分析(fnx)及监控方案浅埋隧道分析及监控方案(fng n) 埋深对浅埋隧道变形的影响及监控方案(fng n)不同埋深对应竖向变形云图（4-4） 第85页/共106页第八十五页，共106页。福建省交通(jiotng)科学技术研究所866 隧道埋深影响分析(fnx)及监控方案浅埋隧道分析及监控方案 埋深对浅埋隧道变形(bin xng)的影响及监控方案由于受埋深、支护等因素影响，浅埋隧道最大沉降发生在距离拱顶中央（1/41/6）B位置在进行拱顶变形监控量测时，有必要结合实际工程特征，在偏离中轴线（1/

40、41/6）B位置处布置测线第86页/共106页第八十六页，共106页。福建省交通(jiotng)科学技术研究所876 隧道(sudo)埋深影响分析及监控方案浅埋隧道(sudo)分析及监控方案 埋深对浅埋隧道(sudo)变形的影响及监控方案第87页/共106页第八十七页，共106页。福建省交通(jiotng)科学技术研究所886 隧道埋深影响(yngxing)分析及监控方案浅埋隧道分析及监控方案(fng n) 埋深对浅埋隧道变形的影响及监控方案(fng n)浅埋隧道，其覆盖层一般为松散的第四纪堆积物，土体抗拉能力极差，且埋深越浅，围岩的自稳能力越差，因而开挖造成较大的拱顶变形当隧道达到一定的埋深

41、时，隧道变形主要取决于上覆土重，埋深越大，隧道结构受荷越大，因而变形也随之增大 第88页/共106页第八十八页，共106页。福建省交通(jiotng)科学技术研究所896 隧道埋深影响(yngxing)分析及监控方案浅埋隧道分析及监控方案(fng n) 埋深对浅埋隧道变形的影响及监控方案(fng n)在其它条件相同的情况下，存在一个埋深，在该埋深下拱顶上方地表沉降最小对于文中的分析工况，该埋深约为2/3Hp 第89页/共106页第八十九页，共106页。福建省交通(jiotng)科学技术研究所90目 录 1 分析工况及计算模型确立 2 基于三维有限元分析隧道施工效应 3 围岩等级影响分析及监控方

42、案 4 开挖(ki w)方法影响分析及监控方案 5 隧道高宽比影响分析及监控方案 6 隧道埋深影响分析及监控方案 7 摇前隧道计算分析 8 结论第90页/共106页第九十页，共106页。福建省交通(jiotng)科学技术研究所917 摇前隧道(sudo)计算分析7.1 工程概况摇前隧道位于浦南高速公路B7合同段采用双洞单向(dn xin)行车（上下行分离），起讫桩号为：左洞K147+896K148+228，长332米； 右洞K147+886K148+254，长368米。暗洞采用复合式支护结构形式初期支护以锚杆、钢筋网和喷射混凝土组成联合支护体系二次衬砌采用模筑混凝土结构初期支护与二次衬砌结构之间设有防水排水夹层第91页/共106页第九十一页，共106页。福建省交通(jiotng)科学技术研究所927 摇前隧道计算(j sun)分析7.2 隧道(sudo)工程地质条件第92页/共106页第九十二页，共106页。福建省交通(jiotng)科学技术研究所937 摇前隧道(sudo)计算分析7.3 计算(j sun)模型第93页/共106页第九十三页，共106页。福建省交通(jiotng)科学技术研究所947 摇前隧道计算(j sun)分析7.3 计算(j sun)模型第94页/共106页第九十四页，共106页。福建省交通(jio