双洞八车道隧道上穿高铁隧道力学响应分析

深汕特别合作区望鹏大道拟建围仔岭隧道为双洞八车道公路隧道,单洞开挖断面面积约200 m^(2),开挖跨度达20 m,双洞净距31.3 m,属特大跨度近净距隧道。此外,围仔岭隧道中部以约18 m净距斜交上穿既有高铁隧道。为评估围仔岭隧道交叉段开挖施工对既有高铁隧道衬砌结构的附加影响,论证三台阶、CD法等开挖方法对于上穿施工的适用性,应用FLAC3D开展上穿交叉段的施工过程三维数值模拟分析。结果表明:两种开挖方法引发的既有高铁隧道衬砌附加位移均处于规范限值以内,CD法开挖对于隧道衬砌位移控制效果较好,但优势不明显;既有高铁隧道拱顶衬砌竖向位移的增长速度与新建隧道上台阶掌子面位置关联性很强,施作二次衬砌后,既有高铁隧道衬砌隆起位移得到有效控制;综合现状条件,推荐三台阶法作为围仔岭隧道上穿既有高铁隧道的优选施工方法。

非均质黏土隧道开挖环向稳定性的刚体平动有限元上限分析

非均质黏土隧道环向开挖面稳定性分析多限于圆形断面,而其他断面形状的破坏机制分析也很重要。为评价不同断面、埋深比、土体重度和抗剪强度沿深度线性增加的非均质强度等因素影响下黏土地层隧道环向开挖面稳定性,采用刚体平动运动单元上限有限元方法研究临界荷载比上限解和潜在破坏模式演化规律。结果表明:同等高度条件下,直墙马蹄形隧道破坏极限状态对应的临界荷载比的上限解稍小于圆形隧道,椭圆形隧道对应的上限解随跨度增加而减小;隧道破坏时的临界荷载比与土体非均质强度正相关而与土体重度负相关,其随埋深变化趋势受非均质强度和重度共同影响。运动单元上限有限元方法获得的非均质黏土地层隧道滑移线网破坏模式揭示,断面形状和埋深直接影响破坏范围,而其他因素的影响并不显著。临界荷载比的上限解与已有的离心机试验结果吻合较好,说明运动单元上限法及上限解拟合公式可作为非均质黏土地层隧道环向开挖面稳定性评价的有力手段及参考依据。