摘要：為了研究單層襯砌結(jié)構(gòu)力學(xué)特征,采用了FLAC^3D有限差分軟件,利用軟件內(nèi)置的接觸面單元(interface單元)對不同結(jié)構(gòu)層的層間接觸效應(yīng)進(jìn)行了模擬.以巴哈高速公路東天山隧道2#斜井工程為工程背景,建立了不同襯砌結(jié)構(gòu)型式下考慮層間接觸效應(yīng)的數(shù)值仿真模型,分析了現(xiàn)場Ⅳ級圍巖條件下的單層襯砌結(jié)構(gòu)力學(xué)特征及其圍巖穩(wěn)定性,并與原復(fù)合式襯砌支護(hù)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行了對比.研究結(jié)果表明:(1)FLAC3D模擬計(jì)算中采用接觸面單元(interface單元)施加于不同結(jié)構(gòu)層之間,可模擬襯砌結(jié)構(gòu)不同層間接觸形式的相互作用,較好地反映層間接觸面的力學(xué)特征及位移特性;(2)對于受力性能而言,單層襯砌結(jié)構(gòu)以組合梁承載模式進(jìn)行承載,襯砌結(jié)構(gòu)內(nèi)力呈現(xiàn)"小彎矩、大軸力"的分布特征,襯砌結(jié)構(gòu)截面應(yīng)力以壓應(yīng)力為主,可充分發(fā)揮混凝土材料的受壓性能;(3)由于單層襯砌結(jié)構(gòu)具有良好的層間接觸性能,不同結(jié)構(gòu)層可實(shí)現(xiàn)"協(xié)同受力、共同變形",使其承載模式優(yōu)于復(fù)合式襯砌,能以較小的結(jié)構(gòu)厚度滿足隧道支護(hù)要求,因此單層襯砌具有較高的經(jīng)濟(jì)性;(4)單層襯砌隧道拱腰、拱腳及邊墻底部YAI值較小,圍巖穩(wěn)定性較差,易發(fā)生失穩(wěn),現(xiàn)場施工時(shí)應(yīng)對上述部位加以防范.
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