小净距隧道围岩应力分布规律及稳定性研究

小净距隧道围岩应力分布规律及稳定性研究

【摘 要】 小净距隧道在公路、铁路及城市地下铁道建设中经常出现。由于小净距双线隧道两隧道间净距很小，所以隧道间的相互影响十分明显且修建过程十分复杂。本文应用有限元数值模拟的方法对小净距双线公路隧道围岩应力分布状态随隧道间的净距变化和围岩类别变化的变化规律进行分析。

【关键词】 隧道；小近距；围岩应力分布；有限元法

1 前 言

在城市繁华地区或一些特定地段，受既有建筑物或地质条件的限制及地下空间综合开发利用的影响，隧道间距或隧道与其他结构物间的距离变得越来越小，为了适应这种发展，小净距隧道的修建也越来越多。小净距隧道是介于连拱隧道和普通分离式双洞隧道间的一种结构形式，在工程应用上有自身的特点：(1)造价与普通分离式双洞隧道相比差别较小，但比连拱隧道要低得多；(2)肩章仔公路整体线形规划和优化。目前单洞隧道及分离式双洞隧道的相关技术已趋成熟。但对于小净距隧道，隧道距离近，地质条件又往往是浅埋的软弱围岩，隧道间相互影响，这类隧道的施工仍然十分的困难。本文针对城市隧道小净距的特殊性，通过大型通用软件ANSYS从数值分析着手研究双线小净距平行隧道的围岩受力状态及稳定性随净距变化和围岩类别变化的变化规律，为隧道工程修建提供参考和积累经验。

2 有限元建模计算

计算对象为某城市双线小净距隧道，隧道单洞跨度10．4m，高8．54m。在ANSYS中建模分网如图1，计算范围为宽90m，高60m，围岩采用平面四节点实体单元(plane 42)模拟，围岩材料为线弹性，物理力学参数见表1。

3 小净距双线隧道的围岩受力及稳定性分析

《公路隧道设计规范》中规定，两相邻隧道的剐、净距应按围岩、地质条件和隧道断面尺寸及施工方法等因素来确定。一般可按表2的数值取用。