深埋隧洞开挖数值模拟分析的纵向模型范围研究-岩土力学.pdf

第37 卷增刊2 岩 土 力 学 Vol.37 Supp.2 2016 年 10 月 Rock and Soil Mechanics Oct. 2016 DOI ：10.16285/j.rsm.2016.S2.090 深埋隧洞开挖数值模拟分析的纵向模型范围研究 苏 凯，常智慧，崔金鹏，伍鹤皋 （武汉大学 水资源与水电工程科学国家重点实验室，湖北 武汉 430072 ） 摘 要：模型范围是影响数值分析计算精度与效率的重要因素，针对深埋隧洞开挖数值模拟分析问题，采用有限差分软件 FLAC3D 和复合失稳准则，对计算模型的纵向范围取值问题展开研究。首先分析了深埋隧洞开挖过程中围岩纵向变形以及未 开挖岩塞对围岩变形的约束作用，然后研究了近端边界和远端边界对监测断面位置处围岩变形的影响，最后采用最小二乘法 对多组计算结果进行了位移误差分析，并给出了纵向模型范围的取值建议。研究结果表明，当监测断面距掌子面大于 10 倍 洞径时，未开挖岩塞的约束作用基本消失；远端边界以及近端边界与监测断面的最大位移误差值之间均基本满足幂函数关系， 且远端边界对监测点位移误差的影响要大于近端边界；深埋隧洞开挖数值模拟中，纵向模型范围取 7.5 倍洞径即可满足一般 数值分析的精度要求。 关 键 词：深埋隧洞；数值模拟；模型纵向范围；开挖 中图分类号：U 452 文献标识码：A 文章编号：1000－7598 (2016) 增 2－0706－09 Study of model longitudinal range in numerical simulation of deep tunnel excavations SU Kai, CHANG Zhi-hui, CUI Jin-peng, WU He-gao (State Key Laboratory of Water Resources and Hydropower Engineering Science, Wuhan University, Wuhan, Hubei 430072, China) Abstract : Model ranges have important influence on calculation accuracy and efficiency in numerical simulation. According to the problem of numerical simu