越江隧道联络通道冻结法施工力学模拟分析

长江科学院院报 ›› 2011, Vol. 28 ›› Issue (7): 57-61.

越江隧道联络通道冻结法施工力学模拟分析

李开文¹ ，毛勇¹ ，孙闯²，朱泽奇³

1.中国有色金属工业昆明勘察设计研究院，昆明 650000 ； 2.辽宁工程技术大学，辽宁阜新 123000 ； 3.中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室，武汉 430071

出版日期:2011-07-01 发布日期:2012-11-08

Mechanical Simulation of Freezing Method Applied to the Construction of Connected Aisle in a Cross River Tunnel

LI Kai-wen¹ , MAO Yong¹ , SUN Chuang² , ZHU Ze-qi³

1.Nonferrous Metals Industry Survey and Design Institute, Kunming 650000, China ； 2.Liaoning Technology University, Fuxin 123000, China ； 3.Institute of Rock and Soil Mechanics,Chinese Academy of Sciences , Wuhan 430071, China

Online:2011-07-01 Published:2012-11-08

摘要/Abstract

摘要： 为直观了解冻土帷幕的力学特性，掌握隧道联络通道开挖过程对冻土帷幕的影响，保证开挖过程的安全，采用大型有限差分软件 FLAC^3D ，对联络通道的开挖过程进行了数值模拟。从数值分析的角度对冻土帷幕的应力与变形进行了分析和安全评价，详细研究了冻土帷幕中应力与位移的分布情况，确定了冻土帷幕厚度设计安全值为 2.5 m （可以满足施工要求），并指出了容易产生应力集中的位置为冻土帷幕与隧道接触部位。由于该部位在冻结过程中散热快，冻结效果差，所以施工中应该值得注意，同时也为今后的联络通道数值模拟与人工冻结法施工提供了参考。

关键词: 联络通道, 冻结法, 数值模拟, 冻土帷幕, FLAC^3D

Abstract: To ensure the safety of the excavation of connected aisle in a cross-river tunnel by directly looking into the mechanical features of freezing soil curtain and the impact of the excavation on the curtain, large finite difference software FLAC^3D is employed to numerically simulate the excavation process. Through the simulation, the stress and deformation of the freezing curtain are analyzed and its safety is evaluated. Moreover, the stress and displacement distributions of the curtain are further analyzed in detail. The designed thickness of the freezing soil curtain is determined to be safe at 2.5 m , which meets the construction requirements. It is also pointed out that the contact location between the freezing soil curtain and the tunnel should be given more concern as it is easy to see stress concentration because of quick heat dissipation during the freezing with unsatisfactory freezing effect. The study can serve as a reference for the artificial freezing technique and the numerical simulation of connected aisles.

Key words: connected aisle , freezing method , numerical simulation , freezing soil curtain , FLAC^3D

中图分类号:

U452.2

李开文，毛勇，孙闯，朱泽奇 . 越江隧道联络通道冻结法施工力学模拟分析[J]. 长江科学院院报, 2011, 28(7): 57-61.

LI Kai-wen , MAO Yong , SUN Chuang , ZHU Ze-qi . Mechanical Simulation of Freezing Method Applied to the Construction of Connected Aisle in a Cross River Tunnel [J]. JOURNAL OF YANGTZE RIVER SCIENTIFIC RESEARCH INSTI, 2011, 28(7): 57-61.

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