本文選題：鐵路隧道 + 數(shù)值模擬��； 參考：《現(xiàn)代隧道技術(shù)》2014年01期

【摘要】：受隧道分步施工開挖順序的影響,隧道圍巖內(nèi)將會產(chǎn)生應(yīng)力應(yīng)變的非線性變化,在高地應(yīng)力區(qū)域這種力學(xué)效應(yīng)將更加明顯,并會引起巖爆、片幫等嚴(yán)重地質(zhì)災(zāi)害。文章結(jié)合福建梅花山鐵路隧道工程實例,利用3D-Sigma軟件建立三維隧道開挖數(shù)值模型,以實測應(yīng)力數(shù)據(jù)為邊界條件并利用Hoek-Brown強度準(zhǔn)則估算確定巖體的輸入?yún)?shù),分析了開挖過程中開挖步驟的相互影響,以及隧道的三維時空應(yīng)力場的變化規(guī)律。結(jié)果表明,隧道在高地應(yīng)力作用下,拱頂形成壓應(yīng)力集中,拱肩位置形成了剪應(yīng)力集中,這些應(yīng)力集中導(dǎo)致洞壁圍巖發(fā)生脆性破壞,并且后續(xù)的開挖作業(yè)會影響先前開挖成型的洞段,導(dǎo)致應(yīng)力集中作用更為明顯,加重圍巖的破壞;工程實踐中實際發(fā)生巖爆的位置與數(shù)值模擬結(jié)果中顯示的最大壓應(yīng)力和最大剪應(yīng)力集中位置對應(yīng)良好,證明數(shù)值模擬結(jié)果能很好地揭示該隧道巖爆發(fā)生的孕育機理和規(guī)律性。
[Abstract]:Under the influence of the excavation sequence of the tunnel step by step, the nonlinear variation of stress and strain will occur in the surrounding rock of the tunnel. The mechanical effect will be more obvious in the area of high ground stress, and will cause serious geological disasters such as rockburst and slab. Combined with the example of railway tunnel engineering in Meihuashan, Fujian Province, a numerical model of 3D tunnel excavation is established by using 3D-Sigma software. The measured stress data are taken as boundary conditions and the input parameters of rock mass are estimated by using Hoek-Brown strength criterion. The interaction of excavation steps and the variation of three-dimensional space-time stress field in tunnel are analyzed. The results show that under the action of high ground stress, the compression stress concentration is formed at the arch top and the shear stress concentration is formed at the arch shoulder position, which results in the brittle failure of the surrounding rock of the tunnel wall. And the subsequent excavation work will affect the former excavation formation of the hole section, leading to stress concentration more obvious, aggravating the destruction of surrounding rock; The location of the actual rockburst in engineering practice corresponds well to the maximum compressive stress and the maximum shear stress concentration in the numerical simulation results, which proves that the numerical simulation results can well reveal the breeding mechanism and regularity of the rockburst in the tunnel.
【作者單位】： 中鐵五局集團(tuán)有限公司;中國地質(zhì)大學(xué)(北京)工程技術(shù)學(xué)院;中國地震局第一監(jiān)測中心;
【分類號】：U451.2

【參考文獻(xiàn)】

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2 汪波;何川;;蒼嶺隧道施工中巖爆理論預(yù)測研究[J];公路隧道;2007年02期

3 張兆杰;郭鵬;張兆亭;唐玉濱;萬明富;;角洞岙隧道上跨輸水隧道三維數(shù)值模擬及爆破減震措施研究[J];北方交通;2012年02期

4 徐奴文;唐春安;周濟芳;唐烈先;梁正召;;錦屏二級水電站施工排水洞巖爆數(shù)值模擬[J];山東大學(xué)學(xué)報(工學(xué)版);2009年04期

5 石堅;丁偉;趙寶;;隧道開挖過程的數(shù)值模擬與分析[J];鐵道建筑;2010年02期

6 謝文清;;地下工程施工中巖爆的形成機理及控制措施[J];現(xiàn)代隧道技術(shù);2008年04期

7 艾凱;李永松;尹健民;;西藏扎墨公路嘎隆拉隧道地應(yīng)力測試分析[J];現(xiàn)代隧道技術(shù);2009年05期

8 王成虎;郭U_良;侯硯和;蘭曉雯;;地下水封油庫場址地應(yīng)力場及工程穩(wěn)定性分析研究[J];巖土工程學(xué)報;2010年05期

9 王成虎;張彥山;郭U_良;趙仕廣;;工程區(qū)地應(yīng)力場的綜合分析法研究[J];巖土工程學(xué)報;2011年10期

10 王成虎;郭U_良;丁立豐;劉立鵬;;工程區(qū)高地應(yīng)力判據(jù)研究及實例分析[J];巖土力學(xué);2009年08期

【共引文獻(xiàn)】

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3 王鵬;;臺階法施工中下臺階開挖對預(yù)留變形量的影響[J];地下空間與工程學(xué)報;2010年05期

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5 穆福生;樊學(xué)豹;李富田;;白云鐵礦東采場C區(qū)滑體綜合治理對策[J];包鋼科技;2007年04期

6 王鵬程;;張集鐵路舊堡隧道圍巖初始應(yīng)力反演分析及分級評價[J];北京工業(yè)大學(xué)學(xué)報;2010年09期

7 汪斌;周若;朱杰兵;鄔愛清;;基于MTS系統(tǒng)的單塊試件三軸試驗方法研究[J];長江科學(xué)院院報;2011年10期

8 張永興，，陳洪凱，朱凡;巖體脆性破壞的破壞準(zhǔn)則及對Druker－Prager準(zhǔn)則修正的探討[J];重慶交通學(xué)院學(xué)報;1995年04期

9 李鐵,蔡美峰,張少泉,李大成;我國的采礦誘發(fā)地震[J];東北地震研究;2005年03期

10 孫東生;王連捷;趙衛(wèi)華;王紅才;;地應(yīng)力測量在煤與瓦斯突出災(zāi)害研究中的應(yīng)用[J];中國地質(zhì);2010年01期

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2 尚彥軍;史永躍;林達(dá)明;吳鋒波;張巍;;從淺表花崗巖體中地應(yīng)力測試深度與應(yīng)力值間關(guān)系分析剝蝕厚度[A];中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所第11屆（2011年度）學(xué)術(shù)年會論文集(中)[C];2012年

3 譚以安;劉國昌;崔詩禮;;巖體系統(tǒng)工程穩(wěn)定分類及模糊數(shù)學(xué)綜合評判——以十三陵抽水蓄能電站地下廠房為例[A];全國第三次工程地質(zhì)大會論文選集（上卷）[C];1988年

4 徐光黎;潘別桐;劉佑榮;;荊襄磷礦王集礦巖體工程地質(zhì)特性及對采礦適應(yīng)性研究[A];第四屆全國工程地質(zhì)大會論文選集（二）[C];1992年

5 范廣勤;;高地應(yīng)力區(qū)巷道斷面形狀對圍巖穩(wěn)定的模型試驗[A];第18屆全國結(jié)構(gòu)工程學(xué)術(shù)會議論文集第Ⅱ冊[C];2009年

6 陳廣文;;確定開挖巖體類級的兩種方法[A];巖石地下工程論文集——1990年會議論文[C];1990年

7 張林洪;;地下工程塊體穩(wěn)定及加固計算分析[A];巖土力學(xué)數(shù)值方法的工程應(yīng)用——第二屆全國巖石力學(xué)數(shù)值計算與模型實驗學(xué)術(shù)研討會論文集[C];1990年

8 殷坤龍;;南區(qū)路基巖斜坡穩(wěn)定性的計算機模擬分析[A];自然邊坡穩(wěn)定性分析暨華鎣山邊坡變形趨勢研討會論文集[C];1991年

9 劉夕才;林韻梅;;巷道圍巖分類[A];水電與礦業(yè)工程中的巖石力學(xué)問題——中國北方巖石力學(xué)與工程應(yīng)用學(xué)術(shù)會議文集[C];1991年

10 孫長壽;方祖烈;;巖體工程中關(guān)鍵塊體的穩(wěn)定性分析及應(yīng)用[A];中國巖石力學(xué)與工程學(xué)會第三次大會論文集[C];1994年

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3 傅晏;干濕循環(huán)水巖相互作用下巖石劣化機理研究[D];重慶大學(xué);2010年

4 劉高;高地應(yīng)力區(qū)結(jié)構(gòu)性流變圍巖穩(wěn)定性研究[D];成都理工大學(xué);2002年

5 王建秀;腐蝕損傷巖體中的水化—水力損傷及其在隧道工程中的應(yīng)用研究[D];西南交通大學(xué);2002年

6 翟英達(dá);采場上覆巖層結(jié)構(gòu)的面接觸類型及穩(wěn)定性力學(xué)機理[D];煤炭科學(xué)研究總院;2002年

7 杜煒平;隧道開挖地質(zhì)災(zāi)害規(guī)律與防治對策研究[D];中南大學(xué);2001年

8 賀躍光;工程開挖引起的地表移動與變形模型及監(jiān)測技術(shù)研究[D];中南大學(xué);2003年

9 姜云;公路隧道圍巖大變形的預(yù)測預(yù)報與對策研究[D];成都理工大學(xué);2004年

10 尹尚先;煤礦區(qū)突（涌）水系統(tǒng)分析模擬及應(yīng)用[D];中國礦業(yè)大學(xué)（北京）;2002年

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2 杜飛翔;糯扎渡水電站大跨度高邊墻地下廠房圍巖穩(wěn)定性研究[D];昆明理工大學(xué);2009年

3 蘇麗娟;高速鐵路隧道圍巖支護(hù)參數(shù)優(yōu)化設(shè)計[D];北京交通大學(xué);2011年

4 黃滿斌;深埋隧道巖爆機理與微震監(jiān)測預(yù)警初探[D];大連理工大學(xué);2011年

5 蘇俊軍;陡傾巖層中隧道圍巖失穩(wěn)機理及塌方處置對策探討[D];長安大學(xué);2011年

6 易介民;巖溶地區(qū)地鐵隧道穩(wěn)定性的數(shù)值模擬分析[D];華南理工大學(xué);2011年

7 王猛;丹巴水電站廠址區(qū)軟弱巖體圍巖分類研究[D];成都理工大學(xué);2011年

8 郭凱;地下工程洞室群施工期反饋分析系統(tǒng)的構(gòu)建[D];清華大學(xué);2010年

9 龔書賢;層狀圍巖隧道力學(xué)特性及穩(wěn)定性研究[D];重慶大學(xué);2011年

10 周楊;自旋錨管技術(shù)在軟巖隧道支護(hù)中的研究與應(yīng)用[D];西安科技大學(xué);2011年

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1 王青海,李曉紅,艾吉人,唐伯明,楊君,胡世斌;通渝隧道圍巖變形和巖爆的數(shù)值模擬[J];地下空間;2003年03期

2 張奇華,鐘作武,龔壁新;施加邊界位移產(chǎn)生純剪應(yīng)力及反分析應(yīng)用[J];長江科學(xué)院院報;2000年02期

3 劉允芳;三峽船閘區(qū)重點剖面和部位地應(yīng)力場的概化[J];長江科學(xué)院院報;1996年03期

4 劉德富;新疆西部地區(qū)地震活動的自然節(jié)律[J];地震;1986年06期

5 陶波;伍法權(quán);郭啟良;郭改梅;;高地應(yīng)力作用下烏鞘嶺深埋長隧道軟弱圍巖流變規(guī)律研究[J];地球與環(huán)境;2005年S1期

6 陳奇;李俊彥;張杰坤;王桂海;;地下水封石洞油庫巖爆災(zāi)害預(yù)測評估——以某地下水封石洞油庫實際工程為例[J];地球與環(huán)境;2005年S1期

7 謝富仁，劉光勛，梁海慶;滇西北及鄰區(qū)現(xiàn)代構(gòu)造應(yīng)力場[J];地震地質(zhì);1994年04期

8 徐林生,王蘭生,李天斌,徐進(jìn),靳曉光;二郎山公路隧道巖爆特征與預(yù)測研究[J];地質(zhì)災(zāi)害與環(huán)境保護(hù);1999年02期

9 譚成軒,孫葉,王連捷;地應(yīng)力測量值得注意的若干問題[J];地質(zhì)力學(xué)學(xué)報;2003年03期

10 孫洪艷,李志祥,田明中;第四紀(jì)測年研究新進(jìn)展[J];地質(zhì)力學(xué)學(xué)報;2003年04期

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8 蘇永華;姚愛軍;歐陽光前;;沉積巖中深部隧道圍巖層狀破壞模型[J];中南公路工程;2006年02期

9 ;信息[J];公路隧道;2006年01期

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3 陽友奎;;應(yīng)變軟化地層中隧道圍巖響應(yīng)的解析[A];面向21世紀(jì)的巖石力學(xué)與工程：中國巖石力學(xué)與工程學(xué)會第四次學(xué)術(shù)大會論文集[C];1996年

4 李松;祝家麟;;三維彈粘塑性邊界元法分析隧道圍巖[A];巖土力學(xué)數(shù)值方法的工程應(yīng)用——第二屆全國巖石力學(xué)數(shù)值計算與模型實驗學(xué)術(shù)研討會論文集[C];1990年

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本文編號：1886171