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题名基于FLAC3D的隧道单层衬砌结构力学特征研究
被引量：13
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作者
李林毅
阳军生
谢壮
薛君
郑静
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机构
中南大学土木工程学院
中交一公局集团有限公司
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出处
《公路交通科技》
CAS
CSCD
北大核心
2019年第10期74-82,共9页
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基金
新疆维吾尔自治区重大科技专项(2018A03003)
隧道围岩精细分级与喷锚衬砌支护技术研究(2018A03003-5)
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文摘
为了研究单层衬砌结构力学特征,采用了FLAC^3D有限差分软件,利用软件内置的接触面单元(interface单元)对不同结构层的层间接触效应进行了模拟.以巴哈高速公路东天山隧道2#斜井工程为工程背景,建立了不同衬砌结构型式下考虑层间接触效应的数值仿真模型,分析了现场Ⅳ级围岩条件下的单层衬砌结构力学特征及其围岩稳定性,并与原复合式衬砌支护设计方案进行了对比.研究结果表明:(1)FLAC3D模拟计算中采用接触面单元(interface单元)施加于不同结构层之间,可模拟衬砌结构不同层间接触形式的相互作用,较好地反映层间接触面的力学特征及位移特性;(2)对于受力性能而言,单层衬砌结构以组合梁承载模式进行承载,衬砌结构内力呈现"小弯矩、大轴力"的分布特征,衬砌结构截面应力以压应力为主,可充分发挥混凝土材料的受压性能;(3)由于单层衬砌结构具有良好的层间接触性能,不同结构层可实现"协同受力、共同变形",使其承载模式优于复合式衬砌,能以较小的结构厚度满足隧道支护要求,因此单层衬砌具有较高的经济性;(4)单层衬砌隧道拱腰、拱脚及边墙底部YAI值较小,围岩稳定性较差,易发生失稳,现场施工时应对上述部位加以防范.
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关键词
隧道工程
结构力学特征
FLAC3D有限差分软件
单层衬砌
层间接触效应
围岩稳定性
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Keywords
tunnel engineering
structural mechanical characteristic
FLAC30 finite difference software
single-layer lining
interlayer contact effect
surrounding rock stability
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分类号
U451
[建筑科学—桥梁与隧道工程]
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