ABAQUS双洞连拱隧道稳定性分析

1. 工程背景

高速公路隧道一般设置为标准间距的分离隧道，但有时由于地质施工等因素的影响，两隧道之间的间距会远远小于规范规定的距离，不得不采用连拱隧道的布置形式。连拱隧道相比于常规的隧道，开挖断面更大，施工过程也更为复杂，本案例应用ABAQUS模拟连拱隧道的开挖、支护过程，主要涉及地应力平衡、多步骤开挖与支护等。

2. 几何模型

3. 材料参数

地层以及支护的材料参数如下图所示

4. 边界条件

模型底部约束三个方向的位移，左右、前后面各约束法向位移。同时，地应力采用Geostatic分析步自动平衡。

5. 计算结果

通过三维分段开挖的数值模拟，可以得到围岩应力沿纵深方向的变化规律：在主洞开挖推进过程中，除上下围岩有较大的应力释放外，其掌子面亦有一定程度的应力释放。隧道推进过程中,隧道前方和后方一定范围内的围岩应力状态受开挖扰动影响而产生一定程度的应力集中。左右洞纵向开挖对拱顶部位围岩的位移随着工程的开挖呈现增大的趋势，其最大值位于左右洞的顶拱部位。从三维数值模拟开挖顺序的计算结果来看，三维数值模拟更真实地体现了实际工程交错开挖对围岩前后段的影响:当隧道开挖到某段时，在隧道纵深方向，之前开挖的30m处以外的围岩应力和位移几乎不受影响。

6. 电脑配置

CPU：i7-11700，RAM：16G，6核12线程并行计算耗时：6分25秒