《表1 数值计算选取的材料参数》

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《钻爆法施工管棚支护精细模拟研究》

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取甸头隧道与大西二级公路交叉处建立平面有限元模型，如图3所示（为方便计算，将模型进行等比例换算，几何相似比:CL=40；容重相似比:Cγ=1；黏聚力、弹性模量、应力相似比:Cc=CE=Cσ=40；泊松比、内摩擦角、应变相似比:Cμ=Cφ=Cε=1）。根据钻孔资料获知现场岩层地质信息，隧道周边岩体分别为:全风化玄武岩、强风化玄武岩以及碎石土。通过上述分析，建立管棚力学有限元模型，平面数值模型如图3所示，除上述条件外模型中管棚采用桁架单元模拟，其余均采用实体单元模拟。模型两侧及底部界为法向约束，上表面为自由。计算中，岩石、土体均采用均质弹塑性模型，符合Drucker-Prager屈服准则，岩土单元使用SOLID45单元模拟，初期支护和中横支撑采用弹性模型，使用SHELL181单元模拟，模型不考虑构造应力，其主要荷载为初始应力，采用自重应力计算迭代。划分单元采用四边形平面应变单元，共计单元14611个，节点6605个。由于地层岩性较差，隧道自身属于小净距超大断面浅埋隧道且隧道下穿公路，为尽可能降低地表沉降，拟采用CRD施工工法开挖。开挖工序如图4所示。左幅隧道:开挖左侧（1）→施作左侧断面初期支护和临时支撑Ⅱ→开挖右侧上部（3）→施作右侧上部断面初期支护和横支撑IV→开挖右侧下部（5）→施作右侧下部断面初期支护VI→去除支撑并施作二次衬砌（7）。右幅隧道开挖步骤与左幅隧道相同。