摘要
数值模拟是研究隧道稳定性的重要手段之一,以东科岭全风化花岗岩双线铁路隧道为工程背景,利用大型有限元软件ANSYS建立开挖断面逐步扩大的隧道模型,采用应力释放法对不同监测断面节点进行应力释放,研究隧道掌子面失稳过程中的挤出变形与应力释放率的关系,得出隧道掌子面失稳判据,并结合塑性区的发展规律,给出相应的掌子面挤出位移极限值.为验证数值模拟结果,进行了模型试验研究,研制了符合相似条件的地层相似材料,分析了掌子面失稳过程中挤出变形与地应力释放率的关系,并对掌子面破坏体的形态及范围进行描述.结果表明,采用挤出位移与应力释放率的关系曲线可以判断掌子面的稳定状态,相应的挤出位移极限值对指导工程施工具有重要意义.
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单位石家庄铁道大学; 土木工程学院; 江苏建筑职业技术学院