隧道开挖ansys模拟分析 - 图文(2)

自重作用下第一主应力云图 自重作用下第三主应力云图

(2)隧道上台阶开挖后（即开挖土体1后）

隧道上台阶开挖后模型 隧道上台阶开挖后水平方向位移云图

隧道上台阶开挖后竖直方向位移云图 隧道上台阶开挖后水平方向应力云图

隧道上台阶开挖后竖直方向应力云图 隧道上台阶开挖后第一主应力云图

隧道上台阶开挖后第三主应力云图 隧道上台阶初期支护轴力图

隧道上台阶开挖后初期支护剪力图 隧道上台阶开挖后初期支护弯矩图

(3)隧道下台阶开挖后

隧道下台阶开挖后模型 隧道下台阶开挖后水平方向位移云图

隧道下台阶开挖后竖直方向位移云图 隧道下台阶开挖后水平方向应力云图

隧道下台阶开挖后竖直方向应力云图 隧道下台阶开挖后第一主应力云图

隧道下台阶开挖后第三主应力云图 隧道下台阶初期支护轴力图

隧道下台阶开挖后初期支护剪力图 隧道下台阶开挖后初期支护弯矩图

7.结果分析

（1）隧道周围的围岩位移

从变形图和位移图可以看出，隧道在开挖过程中，再不做二衬的情况下，总的拱顶下沉在4.2959cm左右，两侧边墙的水平位移最大值在1.2cm左右。隧道周围的围岩中的移动趋势：拱顶下沉、两侧边墙张开，同时围岩在拱顶部分形成一个“V”型槽。总的来说，从隧道周围变形的情况看，采用上下台阶法开挖修建此隧道是安全的，围岩基本能够稳定，同时要及时做二衬加固。 （2）隧道周围的围岩应力

从各个方面地层应力图以及主应力图可以看出，随着隧道的开挖修建，整个

地层大部分区域都是受压的，只是在隧道附近一个很小的区域范围内出现拉应力。同时从图中可知，拉应力区域都在所加固的围岩范围以内，因此说明，本隧道设计中，所采用的加固措施是合理的，并且是有效的。从整个应力图可以得出，所设计的初期支护参数能基本满足施工过程中围岩的稳定。 （3）衬砌结构的变形和内力

从初衬砌结构的变形和内力可以看出，边墙的轴力比较大，有可能出现应力集中的现象。所以，建议在施工过程中，应在拱角处打锁角锚杆，并适当加厚此处的衬砌结构，同时还有采用配钢筋的混凝土作为二次衬砌来满足设计要求。

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