工程计算实践
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西南交通大学
2017年6月
新奥法中的全断面法和三台阶法对围岩变形影响对比
1、选题背景
我国是一个多山岭的国家，山丘地区面积占全国面积的四分之三。随着经济的发展，交通基础设施建设逐步加快。特别是近年来西部大开发战略的实施和四纵四横高铁的建设，将隧道建设推向了新的高峰，因此隧道在未来几年内将不断增多。到08年底我国隧道总数己达五千多座，总里程三百多万米，是世界上隧道最多的国家之一。 黎塘论坛
目前，新奥法在我国的铁路隧道设计和施工中占据主要地位，尤其是长大铁路隧道。新奥法的特点是把设计、施工与监测二者结合为一体，通过施工过程中的监控量测来动态调整设计、施工参数。对于深埋长大隧道的而言，监控量测具有重大的经济意义和实际应用价值。因为科学合理的监控量测工作可以迅速、准确的获取第一手现场数据。工程师们可以根据这些数据指导施工。然而，对于长大隧道而言，由于其长度长、地质条件复杂，开挖和支护交错进行，围岩应力变化和支护荷载转换变得较为复杂。在此背景下，基于一定数学模型的数值模拟技术，以其独特的优点广泛应用于此类工程中。realx蛆疗
我国隧道建设起步较晚，虽然在设计理论和修建技术方面取得了一定的成果，但大量工程实际表明，我国公路隧道建设中还存在很多安全隐患，一些工程技术问题仍有待进一步研究。本文将以葫芦山隧道为背景，通过对实际监控量测数据的分析和数值模拟分析，研究长大山岭隧道的围岩变形及其稳定性的特点。 2、概述
2.1有限元法概述
伴随着隧道及地下工程的高速发展，出现了越来越多的新问题，传统的研究方法和研究理论已经无法对这些复杂的情况进行分析求解，因此有限元法的数值模拟应运而生。有限元法以离散为基本思想，在求解诸如弹塑性问题和流变等问题中，以及应力场位移场的藕合问题中都得到广泛的应用。有限元法在分析地下工程的变形问题时能考虑支护结构与岩体的共同作用，对于研究围岩稳定性具有实际意义。 鲁尔区有限元法的基本思想是将结构物看成有限个单元组成的整体.以单元节点的位移或者应力作为基本未知量求解。按照选取基本未知量的不同，可分为位移法、力法和混合法。位移法
的基本来知量为节点位移，力法的基本未知量为节点力，混台法选取一部分节点位移和节点力为基本未知量。
