暗挖隧道中洞法有限元分步计算书

中洞法有限元分步计算一、计算工况XX站两端为双层暗挖结构，中间为单层暗挖结构，计算取K6+950作为单层暗挖结构计算断面和K6+900作为双层暗挖结构计算断面。二、计算模型因隧道是一个狭长的建筑物，纵向很长，横向相对尺寸较小。隧道计算可以取中间每延米隧道，作为平面应变问题来近似处理，考虑围岩与结构的共同作用、分步施工过程，采用有限元数值计算模型进行模拟计算。隧道模拟计算模型采用平面应变模型，计算范围上取至地面，下取至隧底下50米处，横向取至距洞室中线75米。计算采用2D-σ程序进行模拟计算分析。计算结构模型和单元网格图如图2.1～图2.4所示：单层暗挖结构断面有限元施工模拟计算共划分5705个节点，1682个单元。图2.1单层暗挖结构计算模型图2.1单层暗挖结构单元网格图双层暗挖结构断面有限元施工模拟计算共划分2867个节点，922个单元。图2.3双层暗挖结构计算模型图2.4双层暗挖结构单元网格图三、屈服准则屈服准则采用Mohr—Coulomb屈服准则。这是一个岩土工程广泛采用的著名准则。通常表示为破坏面上的剪应力τ与正应力σn的关系，最重要的两个参数为粘聚力c和内摩擦角φ。有限元法用于求解岩土工程问题主要有两点特殊的地方，一是采用的破坏准则不同，一是对施工过程的模拟。对岩土工程材料，可以近似看作Mohr—Coulomb体，因此在计算中采用主应力空间下的Mohr—Coulomb屈服准则，即（a）索象耐其物理意义是敢，当岩土体中蒜一点在某个面走上的剪应力达黑到察c+职σ狱n疾tg倒φ厉时，该点将发塑生剪切破坏。蒸用主应力表示涝，则可写为脉歉着册膛颜喷（驳b拌）匠钳在编制程序时宝，为与其它屈盏服准则统一起死来，可将它以摔不变量的形式侍表示出来，即立掌同颤（充c厚）脱克译将σ馆m聪别—趴—情三个正应力的理平均值；足艳稼J托2姥、凶J插3私—拥—棒应力偏量的第惹二、第三不变砌量。四、计算结果侦1领、主应力情况西从两种结构的兰主应力图上分天析，洞周围岩终应力集中，有恢明显的成拱作湿用，沿洞周环艺向切向应力增政大，法向应力匠减小，利于洞营室稳定。洞周置围岩在洞室拱判腰外侧、墙脚衰外侧下方、仰悲拱下方、柱子娘下方土体州发生小范围的贞塑性屈服和破坛坏，破坏深该度山2屿～银2.5看m分左右，双层结狸构的破坏区域声大于单层结构最的破坏区域。恶采用锚管注浆省加固。洞室周逝围其它地方无变塑性屈服和破旦坏区域。洞室阵开挖后的主应叛力图如下图所吉示：每图浪4.1群珍单层暗挖结构派施工完成后主刷应力图这图运4.2萄勇双层暗挖结构避施工完成后主锯应力图2、变形情况宣2边．炉1茅单层暗挖结构哑地表沉降：地脖表沉降随开挖真的进行逐步发股展，在结构拱扎部跨度全部开防挖完成时，产控生沉降量最大篇，并在随后的盈施工过程中有尤小范围的波动挎，单层车站结辅构施工完成后妈，地表最大沉摔降腾为若23.6m袭m觉，发生在车站穴结构中线上方贤地面。午拱顶下沉：拱喘顶下沉规律同性地面沉降，单谅层车站结构施烈工完成后，拱旧顶最大下智沉赏36.8m膊m骨，发生在侧洞忍上断面的拱腰鞠上。健侧墙变形：施洞工完成后先开喘挖洞室侧墙向炕内变形哈为坡34.2m州m究，发生在边墙摧的中下部。睛沉陷槽宽度：王施工完成后沉幸陷槽宽度约苍为贡28纤m更。窑位移网格图和廉局部位移矢量州图如下图所示香：租图候4.3凶盈单层暗挖结构凉中洞施工完成验时位移网格图筛(施18.5mm叠)突图鄙4.4泉谊拆除中洞临时粉支撑、施作顶镰底梁、钢管柱疲位移网格图沟(洞18.6mm拐)确图轻4.5辅肚单层暗挖结构兰侧上导洞施工惧后位移网格图填（那23.6葵mm鞠）略图邪4.6章肚单层暗挖结构咐侧洞完成时位月移图姿（哪19.7包mm麦）域图两4.6壶歌单层暗挖结构常拆除临时支护改位移图您（疗15俩mm鉴）醒图璃4.6旅倦单层暗挖结构和施完成时局部些位移矢量图境图到4.7慧锋单层暗挖结构殖施工完成时地哪面沉降图星鬼No.钥屑x自帖y端货皱位夏移超x氏坟贿位康移挠y蚂------愧------玻------逼------面------营------污------乏------眉------靠1典-5尽5.8163膀2咱4.2000路-0.北005080敌-0.窗001220附2啊-5穗1.1153屿2浴4.2000叮-0.召006116祖0.计000925绪3辰-4川6.4144尝2录4.2000颠-0.相006824山0.衬003563伟4进-4剪1.7135博2译4.2000流-0.挥006978烫0.隆006657踩5织-3甜7.0126锄2全4.2000与-0.意006223随0.饺009974尊6叉-3咱2.3116禁2啄4.2000见-0.变004174竖0.岸013134堂7挂-2企7.6107呆2雷4.2000贿-0.字000585输0.天015367絮8显-2警2.9098挣2卧4.2000态0.男004587券0.狠015410提9烘-1弯8.2088燥2何4.2000涝0.窗009558治0.沸011989丧10偿-1漏3.5079库2旨4.2000索0.樱011347假0.制005760巨11妈-汇8.8070猫2愤4.2000涛0.遥009502碧0.糊000026铁12术-义8.4312极2斤4.2000鞋0.过009210已-0.唱000317敏13赌-贵8.0555坟2们4.2000她0.乘008918使-0.燥000628泰14不-写7.6797射2泪4.2000慰0.苍008656算-0.寄000916狼15锄-镇7.3040引2诱4.2000民0.挽008396骑-0.墨001195妻16蔬-屑6.9283兰2捆4.2000做0.验008134视-0.疼001462言17虎-广6.5525少2负4.2000谈0.傍007879塔-0.猜001718纵18户-谈6.1768卫2裤4.2000胜0.特007636粒-0.赔001966贫19割-配5.8010弟2时4.2000娃0.然007402嗓-0.屯002210佣20征-系5.4253柏2译4.2000场0.肾007180冈-0.升002455巧21乔-植5.0496尽2处4.2000宪0.速006966沉-0.梁002703术22唐-敞4.7971亭2公4.2000宾0.热006829再-0.夫002873抹23蹄-烟4.5446枝2甲4.2000测0.养006696色-0.帝003047超24蝇-敢4.2921砍2杜4.2000则0.挡006567绣-0.锹003228蛇25盏-均4.0396叹2援4.2000胶0.辜006440矩-0.船003414观26祸-胀3.7872悔2茎4.2000溉0.辫006317往-0.智003608蚁27蓝-置3.5347地2痰4.2000帐0.戒006195址-0.旋003811帆28古-悼3.2822场2辟4.2000奴0.滤006074鉴-0.徐004022毙29窗-爱3.0297蚀2玩4.2000型0.沫005952触-0.宏004243蛇30飞-佣2.7773虹2搭4.2000棚0.厕005830失-0.取004475桶31毙-铅2.5248蔽2寇4.2000润0.监005705省-0.结004717楼32甩-胖2.2723皂2叹4.2000想0.哑005577梯-0.鹅004970揪33屋-剃2.0198凤2途4.2000梅0.滚005444尾-0.跑005235晓34安-衫1.7673傻2摄4.2000录0.穴005305寒-0.页005510吓35储-傍1.5149偿2粪4.2000牲0.毕005160脊-0.院005797偿36砌-笔1.2624剥2言4.2000目0.干005005皆-0.考006094弹37哑-光1.0099羽2地4.2000神0.屡004841感-0.锐006402柿38踏-袜0.7574煤2拾4.2000索0.屡004666股-0.础006719电39泡-嫁0.5050短2蛾4.2000问0.尝004478鸡-0.船007045拌40乘-企0.2525肥2锋4.2000帮0.耕004278忆-0.喜007379练41花僵0.0000国2转4.2000演0.贸004063口-0.谜007720伟42解技0.2907拖2宝4.2000头0.元003796济-0.迟008120视43凭寺0.5815敏2效4.2000见0.繁003508般-0.邮008525蔬44嘉捏0.8722渴2衬4.2000相0.获003196迁-0.设008933盟45贿质1.1629浙2坟4.2000孕0.黎002861棕-0.撞009342瞧46蜡材1.4537榴2声4.2000吴0.资002501袜-0.丑009750可47揭滴1.7444嘴2傍4.2000晶0.牧002117偿-0.述010153让48佛供2.0351叙2洗4.2000安0.母001707属-0.瑞010550患49双谣2.3259止2宽4.2000枪0.浅001272压-0.孙010937论50极登2.6166段2把4.2000袜0.豪000812橡-0.敬011311绵51逆莲2.9073茧2庆4.2000螺0.遵000328则-0.真011671雅52贝智3.1981稿2睡4.2000夸-0.厌000180雾-0.敢012013奥53延皂3.4888屠2醉4.2000林-0.孔000710干-0.恶012334加54雅奉3.7795尿2矿4.2000躬-0.倡001262州-0.毕012633寻55失免4.0702厌2隐4.2000题-0.瞎001833运-0.迈012908材56余野4.3610守2蒜4.2000薄-0.旦002424旅-0.挨013155雨57项皱4.6517女2船4.2000技-0.如003030男-0.有013373蛮58冤嫂4.9424申2禽4.2000渣-0.送003652百-0.尖013560亮59据绞5.2332酬2幻4.2000魄-0.县004286颂-0.溉013715穿60产扔5.5239卡2遭4.2000练-0.抬004931企-0.盖013836瞎61机雅5.8146坦2者4.2000漆-0.钢005585膀-0.蔽013922离62督帜6.1887宇2扩4.2000灌-0.舒006436淘-0.冤013980肝63韵泉6.5627内2烟4.2000杯-0.米007291驰-0.糠013975粗64竭恰6.9368竞2款4.2000荐-0.赤008147银-0.门013909翠65韵撇7.3108端2死4.2000舞-0.努008998滥-0.丧013781默66旦玻7.6848乏2扒4.2000毕-0.父009843断-0.梯013588宜67惹勿8.0589姑2春4.2000茧-0.冷010674恭-0.典013331薪68云革8.4329安2要4.2000交-0.澡011474均-0.率013016朱69锁令8.8070逮2孤4.2000吹-0.去012250末-0.茄012649昆70产课9.1810掠2广4.2000企-0.粉013040歇-0.把012221通71杂迹9.5551呢2跳4.2000罪-0.砍013797躲-0.树011719尸72汇1占4.2568仍2萄4.2000摇-0.序018783亭-0.箱002552誉73猴1岛8.9586胶2明4.2000姜-0.朱016728训0.嫁007382灰74燥2游3.6604应2怨4.2000社-0.寿010240振0.煮012847沉75百2叶8.3622针2痒4.2000略-0.宅003579南0.胆013737右76续3剥3.0640墙2他4.2000恩0.问001077季0.愚011884唤77梁3柱7.7657丹2圆4.2000渴0.洒003878精0.羽008821烟78赶4嫁2.4675堂2马4.2000亏0.大005156袜0.点005496药79卷4枣7.1693扭2挑4.2000溪0.佩005381防0.装002346为80饿5弄1.8711寄2途4.2000诊0.贵004972兆-0.停000350战81租5浙6.5729蹈2听4.2000轨0.缘004190陪-0.贼002547咽2叔．睡2灶双层暗挖结构胀地表沉降：地量表沉降随开挖帐的进行逐步发长展，在结构拱杂部跨度全部开共挖完成时，产耽生沉降量最大率，并在随后的柴施工过程中有买小范围的波动秒，双层车站结驱构施工完成后怎，地表最大沉忌降票为骆19.1m屡m作，发生在车站阀结构中线上方梯地面。洁拱顶下沉：拱心顶下沉规律同逮地面沉降，双湿层车站结构施听工完成后，拱昏顶最大下横沉掘47.7m蜓m慈，发生在车站改结构边跨拱腰烘附近。勉侧墙变形：施安工中洞室侧墙植向外变形见为暴30.0m哄m步，发生在边墙汉的中下部。狱沉陷槽宽度：穿施工完成后沉兼陷槽宽度约充为译28耗m苹。驾位移网格图和城局部位移矢量美图如下图所示泊：店图湿4.8德占中洞完成时位比移网格图纯图积4.9乓咸中洞割除时位爹移网格图适图陶4.10春院钢管柱和顶底悔粱完成时位移文网格图估图匠4.11危它侧洞施工完成促时位移网格图下图只4.12计弟拆除临时支撑书后位移网格图领图懒4.13持吐双层暗挖结构朱施工完成时局笼部位移矢量图油此故中洞法双层暗艺挖结构施工完幸成时地面沉降饱表虎No.忌亡x匀器y深淘障位床移妈x耽舱恐位拨移帅y鸡------誓------忽------悼------缠------辉------劈------肌------妖------肯1抛-7泥0.3059芽1彻6.8000披-0.招001272负-0.么006905刘2葡-6央5.6117峡1桨6.8000绑-0.强002491犬-0.们005840迁3生-6侦0.9176堵1孤6.8000丛-0.交003591慰-0.但004255沫4积-5岔6.2234宜1掘6.8000悦-0.李004563容-0.订001910岛5蝇-5辅1.5293谜1析6.8000疮-0.资005275橡0.照000887凳6厌-4盐6.8351过1略6.8000贱-0.恒005595梁0.胆004510柔7味-4术2.1410亦1暴6.8000兼-0.惜005145磁0.朽008347童8运-3目7.4469井1怀6.8000始-0.事003808终0.纠012761卧9碰-3法2.7527盾1变6.8000孟-0.饿000868断0.恢016684械10此-2冒8.0586架1失6.8000头0.暴003847盐0.倒019803看11桐-2阳3.3644激1挥6.8000砖0.嚼011465苍0.涨020680狗12互-1际8.6703促1法6.8000哀0.柏018892且0.竭015248棕13荣-1愉3.9762生1呈6.8000围0.叛019363睁0.纲004377壁14弦-择9.2820吸1瞎6.8000惠0.奋011021亡-0.唉002716确15是-亡8.8179程1苍6.8000消0.灾009151东-0.曾002949挂16自-伪8.3538订1喉6.8000枯0.向007376闪-0.矮002839起17顾-阵7.8897颤1舱6.8000墙0.蹈006046沸-0.兆002301踪18盼-亭7.4256懒1兴6.8000纲0.扫004750吸-0.吓001665齿19踢-尾6.9615揪1村6.8000笨0.畏003543悄-0.冬000886亡20伐-崭6.4974辈1臭6.8000忧0.坏002410因-0.候000021抵21雾-坚6.0333衰1枯6.8000君0.茶001525嗽0.壤000995食22击-冬5.5692苦1寨6.8000羊0.暮000718损0.请002046挣23壶-阅5.1051谊1氧6.8000攻0.刘000125南0.僵003100陡24音-额4.6410历1眠6.8000茅-0.首000364塘0.固004158爸25症-按4.1769败1映6.8000遍-0.观000662喂0.叙005155野26惭-判3.7128勇1讲6.8000锯-0.戒000871玻0.毒006110么27锯-守3.2487置1流6.8000森-0.驴000960朝0.渡006951佛28顾-落2.7846视1走6.8000毁-0.赠000952其0.遇007701毕29麦-沟2.3205融1喜6.8000筋-0.燃000858扣0.阻008345清30存-势1.8564魂1风6.8000薯-0.袜000694胃0.医008862驱31酒-虎1.3923逐1浩6.8000势-0.团000494盒0.还009272颂32糕-穷0.9282虑1汁6.8000辈-0.抖000256孩0.泊009538泄33醉-着0.4641挥1复6.8000卧0.久000012丰0.彩009686鉴34宣绢0.0000申1绝6.8000圾0.疗000300装0.转009682浸35错读0.4625丝1厘6.8000肥0.临000573燃0.丝009567加36眠志0.9251节1继6.8000扔0.侄000822挖0.酸009304馋37下江1.3876辅1核6.8000袭0.芦001035源0.凑008934霸38名脸1.8502统1召6.8000此0.燥001203灶0.尤008420叙39循辉2.3127笔1桑6.8000酱0.绑001321枪0.伏007813竞40撑潮2.7752德1溜6.8000远0.吃001363应0.互007086致41高灾3.2378柱1妈6.8000博0.夜001324询0.剖006265低42未术3.7003律1枣6.8000程0.茎001184董0.被005361欲43舌尽4.1628塔1缝6.8000透0.护000923寒0.怒004351逮44叼颗4.6254杀1负6.8000支0.念000572循0.验003307仍45扬叉5.0910仆1晓6.8000务0.夺000031鱼0.峰002202写46怖雀5.5567溉1夹6.8000阅-0.演000614抖0.杂001107傲47笑康6.0224分1都6.8000胳-0.贸001474不0.该000021通48殃悼6.4880秀1腥6.8000后-0.唉002412资-0.坏001025瘦49无斜6.9537椅1毙6.8000决-0.连003594枯-0.耳001915丑50泉予7.4194绳1拉6.8000垦-0.掉004850少-0.厨002713贱51短芽7.8850鞠1图6.8000付-0.堡006193镜-0.助003364蝶52换伤8.3507弱1粮6.8000掉-0.范007570小-0.项003912真53聪边8.8164陡1嫁6.8000猛-0.织009389歼-0.碗004029选54逃阶9.2820周1汉6.8000谢-0.现011302朗-0.有003797卫55判1词3.9762确1影6.8000秃-0.代019879午0.墓003416你56迅1铺8.6703惧1朋6.8000久-0.邪0