隧道顶板和侧墙受力与变形的有限元分析.pdfVIP

第50卷第2期9川建材Vol.50,No.2

2024年2月SichuanBuildingMaterialsFebruary,2024

隧道顶板和侧墙受力与变形的有限元分析

朱仁民12,周宇3张益12,张孝勇12,孙俊芳3

（1.江苏苏州地质工程勘察院，江苏苏州215011；

2.江苏地质矿产局第四地质大队,江苏苏州215004;

3.苏州大学,江苏苏州215131)

摘要：隧道侧墙和顶板的受力变形容易导致其产生裂缝和Abstract:Theforcedeformationoftunnelsidewallsandroofslab

漏洞，从而给隧道安全运营带来了极大的威胁。以苏州漕湖easilyleadstocracksandholes,thusposingagreatthreattothe

大道准快速化工程中隧道工程为例，利用有限元软件计算顶safeoperationofthetunnel.Takingthetunnelprojectinthepro-

板及侧墙变形，并对侧向土压力系数、埋深、上部荷载、弹性jectofCaohuAvenueinSuzhouasanexample,thefiniteele-

模量等主要影响因素进行了分析。结果表明，隧道的顶板和mentsoftwarewasusedtocalculatethedeformationoftheroof

侧墙的最大应力和变形与外部荷载呈正相关；隧道侧墙底部slabandsidewalls,andthemaininfluencingfactorssuchaslat-

出现应力集中,顶部出现最大变形，当埋深为10m,弹性模量eralearthpressurecoefficient,burieddepth,upperloadande-

为30GPa时,二者分别为15.66MPa和5.24mm;顶板的最

lasticmoduluswereanalyzed.Theresultsshowthatthemaxi-

大变形和最大位移均发生在顶板中部，当弹性模量为30GPa

mumstressanddeformationoftheroofandsidewallofthetun-

时，上部仅受埋深10m的土压力时，顶板的最大应力和最大

nelarepositivelycorrelatedwiththeexternalload;Stresscon-

变形量分别为24.19MPa和21.51mm,其变形量较大,需要

centrationoccursatthebottomofthetunnelsidewallandthe

考虑提高配筋率以提升抗拉强度；隧道侧墙和顶板的应力分

maximumdeformationoccursatthetop.Whentheburieddepth

布和大小不随