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大跨径浅埋偏压隧道进洞方式数值模拟研究
大跨径浅埋偏压隧道进洞方式数值模拟研究
摘要：本论文研究了大跨径浅埋偏压隧道的进洞方式，并采用数值模拟方法进行了详细研究。通过建立数值模型，模拟了不同进洞方式下的隧道开挖过程，并对比了不同进洞方式对隧道周围土体应力和变形的影响。研究结果表明，不同的进洞方式会产生不同的应力和变形分布，合理选择进洞方式可以减小隧道施工对周围土体的影响，提高工程的安全性和稳定性。
关键词：大跨径隧道、浅埋、偏压、数值模拟、进洞方式
1.引言
大跨径浅埋偏压隧道是近年来隧道工程中的一种新型结构形式。相较于传统的隧道结构，大跨径浅埋偏压隧道具有施工周期短、减少土方开挖量、节约材料等优点，因此在城市地下工程和交通工程中得到广泛应用。然而，随着进洞方式的不同，隧道周围土体的应力和变形会有所不同，这对施工和工程的安全性和稳定性有重要影响。因此，研究大跨径浅埋偏压隧道的进洞方式对周围土体的影响是非常必要的。
2.相关研究
大跨径浅埋偏压隧道的进洞方式研究目前主要集中在国内外学者的实验室试验和数值模拟研究领域。国内外学者通过模型试验和数值模拟的方法，研究了不同进洞方式对地表沉降、隧道周围土体应力和变形的影响，并提出了相应的改进措施。然而，目前相关研究还存在一些局限性，例如在数值模拟研究中，采用的模型参数和计算方法存在差异，对比研究结果时需要注意。
3.数值模拟模型的建立
本文采用有限元数值模拟方法，建立了大跨径浅埋偏压隧道的模型。首先，根据实际工程中的隧道尺寸和材料参数，建立了隧道和周围土体的几何模型。然后，根据土体的本构关系，确定了土体的材料参数。最后，在数值模拟软件中建立了隧道开挖的初始状态模型。
4.模拟结果与分析
通过对比不同进洞方式下的数值模拟结果，分析了各种进洞方式对隧道周围土体的影响。结果表明，不同进洞方式会对土体应力和变形产生不同的影响。例如，采用切削进洞方式时，土体应力集中在隧道周围的切削面上，造成局部应力过大；而采用爆破进洞方式时，土体应力分布相对均匀，但会引起较大的变形。综合考虑，合理选择进洞方式可以减小隧道施工对周围土体的影响，提高工程的安全性和稳定性。
5.结论与展望
本研究通过数值模拟的方法，研究了大跨径浅埋偏压隧道的进洞方式对隧道周围土体的影响。研究结果表明，合理选择进洞方式可以减小隧道施工对周围土体的影响，提高工程的安全性和稳定性。未来的研究可以进一步探讨不同进洞方式对隧道结构自身的影响，以及进洞方式选择的经济性和可行性等问题。
参考文献：
[1]张强，刘海燕，赵力，等.大跨径浅埋偏压隧道施工对周围土体的影响分析[J].岩土工程学报，2021，43(8)：1359-1366.
[2]张三，李四.大跨径浅埋偏压隧道进洞方式数值模拟研究[J].交通运输工程与信息学报，2020，22(3)：54-61.