洞山隧道锚杆支护作用的FLAC模拟.pdfVIP

岩土工程界　第 11卷 　第 11期 地下工程 洞山隧道锚杆支护作用的 FLAC模拟 1 2 黄泽军 　肖炀 ( 1. 中国冶金建设集团成都勘察研究总院　2. 安徽理工大学地球与环境学院 ) 摘 　要 　结合洞山隧道工程实例 ,利用 FLAC软件在分析几何非线性和大变形问题方面的优越性能 ,对锚 杆支护隧道的围岩变形 、应力场分布 、合理的锚杆支护及其支护作用等进行模拟 。模型运算得到 的围岩变形量与实测变形量十分接近 ,说明模型中锚杆的支护参数比较合理 ,可以为下一步优化 支护设计作指导 。 关键词 　洞山隧道 　锚杆支护 　FLAC 　　隧道是围岩与支护结构的综合体 。隧道开挖 有限差分法将待研究的受力体划分为区域和节 后 ,产生的围岩压力是由周围一定范围内的岩体与 点 ,通过节点联为一体 。在每个节点上所形成的运 人工支护结构共同承担 , 围岩与支护结构看作 “支 动方程是按时间迭代的办法求解的。因此 ,我们就 护系统 ”。通常情况下 , 隧道围岩的支护设计是根 有可能清楚地看到受力体在不同的时间其力学特性 据勘察结果确定 ,但勘察往往具有很大局限性 ,这就 与响应 。这是其他数值分析方法所不能实现的。 必须在施工过程中根据实际揭露的围岩地质条件 , FLAC 内部含有多个力学模型 , 如摩尔 - 库仑 调整支护方案 。这就必须对 已支护的部分进行监 模型 ,应变硬化 /软化模型 ,节理模型及双屈服模型 测 ,观察其合理性 。同时 ,还需要用理论方法来进行 等 ,用以模拟高度非线性 ,不可逆等地质材料的变形 对比分析 , 以便为下一步优化支护设计作指导 。 特征 。除此之外 , FLAC 还有多种特殊功能 : FLAC 本文以洞山隧道为例 ,采用 FLAC方法 ,对支护 中含有界面单元 ,可以模拟岩层中不连续面 ;含有 4 作用进行数值分析 。 种结构单元 ,分别为梁 、锚杆 、桩及支柱单元 ,可模拟 各种支护构件 ; FLAC 内部还有一种编程语言 F ISH , 1　FLAC程序简介 运用该语言 ,用户可编制 自己的函数 、变量 ,甚至引 FLAC ( Fa st L agrangian A nalysis of Con tinuum )分 入 自定义力学模型 ,显著扩大了 FLAC 的应用范围 析软件是美国 ITA SCA 咨询集团公司开发研制的一 和灵活性 。 种以牛顿第二定律为基础的有限差分法程序 ,可以 用来模拟岩土和其他材料的结构力学特性和响应 。 2　岩参数的选取 它具有计算速度快 、命令直观简单 、用户界面友好等 围岩参数见表 1,锚杆参数见表 2 ,衬砌参数见 显著特点 ,是岩石力学数值分析的强有力工具 。 表 3。 表 1　洞山隧道断面围岩参数 参数名称 γ - 3 - 1 弹性模量 E / GPa) 粘结力 C /M Pa 泊松比 μ 内摩擦角 / ° 重度 / kN ·m 弹性抗力系数 K /M Pa ·m 参数值 176 200 125 02 042 265