基于三维有限元分析的隧道开挖效应研究

汪成兵　 刘丰军　 王士民　

摘　要：隧道的开挖引起围岩应力状态的变化,改变了隧道围岩的力学性能.在三维非线性有限元计算的基础上,研究分析了隧道开挖全过程中隧道围岩应力、位移变化规律以及开挖结束后隧道周边的应力、位移状态.研究结果表明:隧道的开挖是一个先加载后卸载的过程,隧道开挖卸荷效应在隧道拱底表现最为明显,拱顶次之;在隧道轴线方向上开挖对周边围岩的影响范围约为掌子面前后各1倍的隧道跨度,在隧道横断面方向上约为2倍的隧道跨度,对隧道截面中心岩体的影响范围在隧道轴线方向上约为掌子面到达该断面前1倍的隧道跨度.此外,文中还将计算结果与工程实际进行了定性的比较和分析.
关键词：公路隧道;开挖效应;有限元分析
分类号：U451.2 　文献标识码：A
文章编号：0451-0712(2007)02-0168-05

A Study on Excavation Effect of Tunnel Based on Using 3-D FEM

WANG Cheng-bing　 LIU Feng-jun　 WANG Shi-min　



作者单位：汪成兵（同济大学地下建筑与工程系,上海市,200092）　
　　　　　刘丰军（同济大学地下建筑与工程系,上海市,200092;河南科技大学建筑工程学院,洛阳市,471003）　
　　　　　王士民（同济大学地下建筑与工程系,上海市,200092）　

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