四车道公路隧道施工的力学研究
4车道公路隧道软弱围岩段施工方法探讨
元分析与传统施工 ４车道 的眼镜法进行对 比， 得出洞桩套拱法具有以下优点 ： ①主体支 护结构扣拱 完成后 ， 形成具 有一定刚度的支护体系 ， 主体 洞室的土方开挖较安全 ， 同时 可实行机 械开挖 ； 断面利 用率较 高 ， ② 与眼镜法 相 比可 取消仰拱 ， 减少 大量 的仰拱回填 ； ③拆除 临时支护工作量相对较小 ， 简化 了施工工艺 。虽然还有 洞 内打桩施 工空间 狭小等问题 ， 对于公路特大跨软弱围岩隧道还是有一定的应用前景 ， 得深人研 究 。 但 值
初 喷混 凝 土 、 下组 合 套 拱 及 右 导 洞 背后 回填 混 凝 右
土 ； 开挖 左上 拱及 初喷 支护 ； ⑦ ⑧开 挖 右上拱 及初 喷
水造 成一 定 隐患 。笔者 根据 亲身设 计 并 已成 功 实施
的采 用洞 桩法 的北 京 地 铁 十 号 线 工体 北 路 站 经 验 ，
探讨 洞桩 组合套 拱 法在 特大 跨软 弱 围岩公路 隧道 的
应用 。
支护 ； ⑨开 挖左 中拱 及初 喷支 护 ； 开挖 右 中拱及 初 ⑩
２ 洞 桩 组 合 套 拱 法 在 特 大 跨 公 路 隧 道 的应 用
２ １ 洞 桩组 合套 拱法 ． 洞 桩法 （ 又称 “ Ｂ 法 ） 即 由边桩 、 梁 、 拱 Ｐ Ａ” ， 顶 顶
共 同构 成初期 受力 体 系 ， 受施 工过 程 的荷 载 ； 承 在顶 盖的保 护下 可 以逐 层 向下 开挖 土体 ， 施做 内部 结构 ，
开挖 ， 最终形成拱部组合套拱与两侧桩的联合受力 体系； 在有效的安全保证下采用大型机械开挖、 施做
防Байду номын сангаас 层 、 砌混 凝 土等 。 衬
２ ２ 隧 道结构 设计 ．
对四车道公路隧道软弱围岩施工方法的探讨
� � � � � 导 洞弯 矩 最 大 值为 29 发 生 在 导洞 与 主 拱 相接
主要 支护参 数 � � 凝 土满 足 强 度要 求 在 初 喷 混凝 土 扣 拱 完成 后 由 于 1 小 导洞 拱部 采 用 �4 2 3. 25 的超 前 小导 � 75 厚 组合套 拱的 实施 分担了 大量 后续施 工阶 段增 管支 护 喷 25 混凝 土 25 内设 钢架 间距 50 � 加的 力 使得 初喷 混凝土 应力 没有再 增加 主拱最 大应 2 洞 内桩 �1 . 2 1. 5 桩顶 冠梁 1 . 25 1. 75 � 力发 生在 拱部 左侧 是因 为左 侧先 于右 侧施 工 ( 高 宽 导 洞内 回填 20 混凝 土
20 1 0 年第 3 期 （5 月 ）第28卷
11 1
隧道与地下工程
T & E
衬砌 混凝 土等 隧道 结构 设计
� � 2
表2
结构 材料 的特 征值
弹性模量 / 重量密度 / 名称 泊松比 2 参照国 内较 早实施 � � � � 的某 高速公 路隧 道� � ( � 建筑 � 限界 ( / ( / 3 5 0 00 000 23 000 00 0 3 1 000 00 0 3 1 000 00 0 3 1 000 00 0 28 000 00 0 0. 2 0. 2 0. 2 0. 2 0. 2 0. 2 25 25 25 25 � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � T & E
对四车道公路隧道软弱围岩施工方法的探讨
齐 琳 1 闫亚 丽 2
1 0 00 78 )
(1 . 北京国道通公路设计研究院 � 北京 1 0 00 53 2 . 北京市首都公路发展集团有限公司 北京
对双向四车道高速公路连拱隧开挖方法的探讨研究
阶 大 断 面 两主 洞 同 时并 进 的 开 挖 方 法 ．．
工 程 地 质 和 连 拱 隧 道 的 分 析 ：对 侧 壁 导 坑 超 前 开挖 法 用 于连 拱 隧 胶０结； 的 砂 岩≯互卜 层＃， 薄一 中厚 层 构 造 ，水 平产 状 ，节理 裂 隙很 发 育 ，倾 角 缓 ，围 岩 类 别 ＩＩ一Ⅳ 类 。
１ １．１围岩 变 化 特 点 隧 道 处 于 冲 沟 与 山 间谷 地 交 汇 处 ，隧 道 所 通 过 的地 段 起 伏 较 大 ，影 响 到 围岩 类别和埋 深的变化。从 Ⅳ类 围岩段中突然变为数 十米的 ＩＩ类围岩， 而 后 又 由 ＩＩ类 围岩 一 下 变 为 Ⅳ 类 围岩 有 的洞 段 由浅 埋 变 深 埋 ，再 变 浅 埋 。 从 进 口 （常德 端 ）向前 的 围岩 类 别走 向 ：ＩＩ类 浅 埋 一ＩＩＩ类 浅 埋 Ｉｌｌ类 深 埋 一 Ⅳ类围岩一 ＩＩ类 围岩一Ⅳ类 围岩 ＩｌＩ类 浅埋＋ＩＩＩ类深埋 一ＩＩＩ类浅埋 一 ＩＩ 类 浅 埋 并 偏 压 。
１．１工 程 地 质 特 点 我 公 司 施 工 的 蓖 麻 溪 、 大 溪 两 座 隧 道 位 于 湖 南省 吉 首 市 近 郊 的 河 溪 镇 区 内 ，是 两 座 双 向四 车 道 高 速 公 路 连 拱 隧 道 ， 全 长 （单 向） 分 别 为 ４９５ｍ和 ２２０ｍ，工 程 地 质 特 点 主 要 以 蓖 麻 溪 为 例 。
１ ２ ３连拱 隧 道 开 挖 相 互 干 扰 大 ，组 织 管 理 复 杂 ，安全 问题 突 出 。 从 工 程 地 质 特 点 和 连 拱 隧 道 开 挖 特 点 中可 见 ：离 层 掉 顶 、软 硬 互 层 失 稳 ，后行主洞开挖一侧悬空 、中墙上方岩体的稳定、围岩 变化的适 应等 方面 的 问题 ，都处在隧道开挖断面的上半断面。如何使上半断面开挖后 ，失去约 束 的围岩 及时处于 受控 状态 ，在上 断面的诸问题 能得 以及时处理等 ，这 是 选择开挖方法的关键，也是工程的主要 矛盾 。正 台阶开挖法有利于 开挖 ，有 利于支护 ，有 利于适应 围岩 变化 ，有利 于处 理上断面诸方 面的问题等 已为 实 践 所 证 明 是 合理 的 方 法 。
隧道结构的力学分析与设计
隧道结构的力学分析与设计隧道是地下人工结构中常见的一种，其基本功能是为了通行或者储藏等目的，常常与地铁、水利工程等密切相关。
隧道施工需要考虑的诸多因素中，结构稳定性和力学强度是设计的两个关键点。
隧道因其特殊的地理位置，地下水压力、地面荷载、周围岩土等多种外力作用会对其产生不同程度的影响，因此需要进行力学分析与设计。
一、隧道的力学特性隧道在各种地质条件下均存在受力的情况，它的应力特点是集中在围岩表面，并且受到侧向和周向的阻力。
隧道内部的强度应与围岩强度和稳定性相匹配，这在设计隧道结构上是必须要考虑的问题。
在分析隧道的力学特性时，通常需要考虑以下几点：1. 隧道的形状和大小；2. 围岩的物理性质和力学特性；3. 隧道所受的外力，如水压力、地面荷载等；4. 隧道所使用的材料和施工工艺；5. 隧道的使用寿命和耐久性。
二、隧道结构的力学分析隧道结构的力学分析是设计工作中的关键步骤之一。
它是指通过对隧道受力状态的分析，确定隧道结构的质量和稳定性是否达到设计要求的一种方法。
通常的工作流程包括以下几个步骤：1. 确定隧道的受力状态。
这包括隧道施工前和施工中所受的外力，以及隧道使用期间的荷载情况。
2. 确定隧道所受的应力及位移状态。
通过数学模型及地形图等手段建立模型，推算隧道所遭受到的压力、应变、位移等。
3. 推算隧道的强度和稳定性。
根据隧道所需承受的荷载和受力状态，进行强度和稳定性的分析。
4. 设计隧道的结构形式和材料。
根据隧道所需承受的荷载和受力状态，确定适合隧道的结构形式和材料。
5. 完成设计方案和建议。
依据上述分析，完成隧道结构设计方案和相关建议，并报告给相关的设计和决策部门。
三、隧道结构设计隧道结构设计通常是一项复杂的任务，它包括了建筑工程、土木工程、力学分析、地质勘探等多个方面。
因此，在设计隧道结构时，应该从多个方面考虑。
1. 隧道的外形和尺寸。
这是一个基本问题，需要考虑隧道的使用需求和周围的地质状况等因素。
四车道公路隧道施工的力学研究
Value Engineering0引言随着经济的发展，车流量日益增加的社会需求，采用双车道公路隧道的理论进行设计、施工，已不能符合实际需求。
因此目前国内的公路隧道施工逐渐倾向于采用四车道公路隧道的施工，同扁平率较大的单洞双线公路隧道的施工不同，四车道公路隧道的大断面隧道，横断面的跨度较双车道增加了一倍，如还按照双车道隧道施工的高跨比即扁平率来设计，工程造价会有大幅提升，因此我们只能以降低扁平率的方式来降低成本。
因为扁平率的降低，会造成对围岩稳定度以及隧道结构稳定性的极大影响，尤其在以自重应力场为主的情况下对扁平结构影响会更大，必然由此带来更多新的技术问题。
对四车道公路隧道施工中的力学体系进行深入研究越来越显得重要。
同时此课题的研究也适合我国基础建设的设计与施工实际需求，从而使四车道隧道施工达到经济合理、安全快速的施工要求。
1国外四车道隧道施工现状分析国外如瑞典、奥地利、挪威、日本以及韩国在四车道公路隧道领域的建设中处于世界先进水平，其中又以韩国最为熟练和先进。
新奥法设计与施工技术、围岩动态分析技术、中隔壁法、TBM 法和双侧壁导坑超前法等技术在大跨度扁坦公路隧道施工中被广泛应用。
韩国现有的11座四车道大跨度公路隧道全是采用的新奥法（NATM 法），在设计、施工上根据实际地质，采用土力学和岩力学中的数值分析方法进行计算。
结合新奥法基本原理和要求，在实际施工期，在洞室内部进行严格的监控测量。
具体工作有拱周边变形监测、围岩变形监测、拱顶下沉监测、锚杆轴力和锚固力的测定以及喷射混凝土与围岩间接触应力的测定等一系列内容。
2国内四车道施工现状分析过去，我国公路隧道主要为二车道或三车道，这也是由我国实际情况所决定的：①国内岩石的物理力学特性及隧道工程地质条件相当复杂；②国内在大跨度扁坦公路隧道施工上千差万别，没有统一的勘查规范；③行业内极少有关于大跨度公路隧道施工力学、施工方法、断面结构和支护衬砌工艺等研究的学术成果。
四车道高速公路大断面隧道分部台阶施工工法
四车道高速公路大断面隧道分部台阶施工工法四车道高速公路大断面隧道分部台阶施工工法一、前言四车道高速公路大断面隧道分部台阶施工工法是一种用于在大断面隧道中进行台阶施工的方法。
通过该工法，可以实现高效、安全、质量可控的台阶施工，保证了大断面隧道的施工进度和质量。
二、工法特点该工法的主要特点是：1. 采用分部台阶施工，使得台阶的施工顺序清晰、逐步完善，减少了工期压力。
2. 结合大断面隧道的实际情况，采用了适应性强的施工方案，能够满足不同断面的施工需求。
3. 通过合理的劳动组织和机具设备的运用，能够最大程度地提高工效，减少人力和物力的浪费。
4. 该工法对施工质量的要求高，采取了一系列质量控制措施，确保了台阶的稳定性和安全性。
三、适应范围该工法适用于四车道高速公路大断面隧道的分部台阶施工，可适用于各种断面形状和地质条件。
四、工艺原理四车道高速公路大断面隧道分部台阶施工工法的工艺原理如下：1. 施工工法与实际工程之间的联系：该工法是根据大断面隧道的特点和施工要求设计出来的，与实际工程紧密相连，能够满足台阶施工的需求。
2. 采取的技术措施：该工法采用了分部台阶施工的方式，将台阶的施工过程分成若干个阶段，逐步进行，确保每个台阶的施工质量和安全性。
五、施工工艺施工工法的各个施工阶段如下：1. 桩基施工：根据设计要求进行桩基施工，保证台阶的基础稳固。
2. 模板搭设：搭设模板，根据设计要求和台阶的具体形状进行调整，确保模板的稳定性和可靠性。
3. 混凝土浇筑：按照预定的浇筑方案逐层浇筑混凝土，保证台阶的强度和稳定性。
4. 硬化养护：对浇筑完成的台阶进行适当的硬化养护，确保混凝土的质量和强度。
六、劳动组织根据具体的施工工艺和要求，合理组织劳动力，确保施工进度和质量的同时，减少人力和物力的浪费。
七、机具设备在施工过程中，需要使用一系列机具设备，包括挖掘机、大型混凝土搅拌车、模板支撑架等，这些设备能够提高施工效率，保证施工质量。
四车道高速公路大断面隧道分部台阶施工工法(2)
四车道高速公路大断面隧道分部台阶施工工法四车道高速公路大断面隧道分部台阶施工工法一、前言随着交通网络的不断扩展和交通流量的增加，建设四车道高速公路已成为我国基础设施建设的关键之一。
而在高速公路建设中，大断面隧道是不可或缺的一部分。
本文将介绍一种适用于四车道高速公路大断面隧道的分部台阶施工工法，该工法具有以下几个特点和优势，能够为实际工程提供有效的指导。
二、工法特点1. 适应性强：该工法适用于四车道高速公路大断面隧道的施工，能够满足隧道设计的要求，并能够根据具体情况进行合理调整。
2. 施工效率高：分部台阶施工工法能够同时进行多个工序，加快施工进度，提高施工效率。
3.质量可控：该工法采用了一系列的质量控制措施，确保施工过程中的质量达到设计要求。
4. 安全性高：在施工过程中，采取了严谨的安全措施，保证工人的安全，并减少事故发生的风险。
三、适应范围该工法适用于四车道高速公路大断面隧道的施工，对于隧道的凹凸台、顶部和内墙分部台阶的施工均具有指导意义。
四、工艺原理该工法的实际工程应用是建立在以下工艺原理基础上的：1. 与实际工程的联系：该工法充分考虑了隧道结构的特点和施工条件，能够与实际工程紧密结合，确保施工的顺利进行。
2. 技术措施的采用：该工法采用了一系列的技术措施，如模板支撑、混凝土浇筑、后续补偿等，保证施工过程的稳定和安全。
五、施工工艺该工法的施工包括以下几个阶段：1. 模板安装：根据设计要求，安装适当的模板，用于支撑隧道的分部台阶施工。
2. 混凝土浇筑：按照设计要求，进行混凝土浇筑，形成隧道的分部台阶结构。
3. 后续处理：对浇筑完成的分部台阶进行后续处理，包括表面平整、防水等工序。
六、劳动组织在施工过程中，需要合理组织劳动力，确保施工进度和质量的同时，保证工人的安全。
七、机具设备该工法所需的机具设备包括模板支撑系统、混凝土搅拌机、输送泵等，这些设备能够满足施工需求，并提高施工效率。
八、质量控制为了确保施工过程的质量达到设计要求，需要进行严格的质量控制，包括测量、检查和验收等环节。
对四车道公路隧道软弱围岩段施工方法的探讨_齐琳
梁 桩 钢 筋 混 凝 土矩 形
Ｂ 1 Ｂ 1
Ｈ 0
4
．
7 5
梁
组 合 套 拱 钢 筋 混 凝 土 矩 形
，
一
3 3 ｍ
。
计 算 分析 综 合 考 虑 了 实 际 勘 察 取
。
得 地 质参 数 的 难 易 性 以 及 实 际 设 计 的 应 用 性 地层 统
，
按 各 向 同 性 体 考虑
根 据 公 路 隧 道 设 计 规 揭 选取 Ｖ
，
级 围 岩岩 土 材 料 结 构 材 料计 算 参 数 见 表
：
；
有 效 的 安 全 保 证下 采 用 大 型 机 械 开 挖 施 做 防 水 层 衬 砌 混 凝 土 等
、
、
。
2
．
2
隧 道结 构设计
内 较 早 实 施 的 某 高 速 公 路 隧 道 建 筑 限界 拟 定 Ｖ
：
参照 国
级 围 岩 浅 埋 段 隧 道 断面 如 图
，
2
。
－
，
、
、
，
号 线 工体 北 路 站 呼 家楼 站 应 用
中
。
。
笔 者 根 据 经 验 对 洞 桩 法 做 了 适 量 改 良 拟 应 用 于 四 车 道 公 路 隧 道软 弱 围 岩
开挖 右导洞及 初喷支 护
（
；
施工 方法 见 图 施工 顺序
：
1
。
（ 1
）
开 挖 左导 洞 及 初 喷 支 护
，
1 ）
随 着 开 挖 跨 度 的 增 加 为 避 免 断 面 扁 平受 力 不 好 就 增 加 拱 部 及 仰 拱 高 度 断 面 利 用 率 较 低 特 别 是
四车道公路隧道施工的力学研究
文献标识码 ： Ａ
文章编号 ： １ ０ ０ ６ － ４ ３ １ １ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ２ — ０ ０ ９ ７ — ０ ２
０ 引 言
道 施工上 千差 万别 ， 没 有统一 的勘 查规范 ； ③行 业 内极少
随着 经济 的发展 ， 车流量 日益增加 的社 会需 求 ， 采 用 有 关 于 大 跨度 公 路 隧道 施 工 力 学 、 施工 方法 、 断 面 结 构 和 双 车道公路 隧道 的理论进行 设计 、 施工， 已不能符 合 实际 支护衬砌工 艺等研 究的学术成果。 需求。 因此 目前 国内的公路隧道施工逐渐倾 向于采 用四车 而 国 内的 四车道 公路 隧 道 多数处 于规 划和 建 设 中。 道公路 隧道 的施工 ， 同扁平率较大 的单洞双 线公路 隧道 的 １ ９ ９ ０年通车 的沈大高速 全长 ３ ７ ５公里 ，是 国内双 向四车 施工 不 同， 四车 道公路 隧道 的大 断面 隧道 ， 横 断面 的跨度 道开创新纪 元， 被称 为“ 神 州第 一路” 。不过现在也 因 日益 较双车道增加 了一倍 ， 如还按照双车道 隧道施 工的高跨 比 增加 的车 流量而 不堪重负。２ ０ ０ ３年 ２月 ２ １日， 国务 院所 即扁平 率来 设计 ， 工程造价会 有大 幅提 升 ， 因此我们 只 能 批 “ 十 五” 期间 重点改扩建 项 目， 由交通部确 定 的“ 高速公 以降低扁平率 的方式来降低成本。 因为扁平 率的降低 ， 会 路改扩建示范工程 ”的沈大高速开始 全线封 闭改扩建 ， 从 造 成对围岩稳定度以及隧道结构稳定性 的极 大影响 ， 尤其 双 向四车道改为双 向八 车道。 这就充分暴露 了我们在 实际 在 以 自重应力场为主 的情况下对扁平结构影 响会 更大 ， 必 的设计和 施工过程 中 ， 缺 乏超 前意识 ， 以静 止 的观 点规划 然由此带来更多新的技术 问题。 高速公路 建设 ， 结 果不断 的重复投 资和重 复建设 ， 造成 资 对 四车道 公路隧 道施工 中的力学体 系进行 深入研 究 金和原 材料等资源 的浪费。 越来 越显得重要。 同时此课题 的研 究也适合我国基础建设 ３ 现 行隧道工程设计与施工方法分析与研究 的设计 与施工实际需求 ， 从 而使 四车道隧道施工 达到经济 传 统 的隧道 设计 是基于 经验 设计 方法 的 “ 荷 载一结 合理 、 安全快速的施工要求。 构” 模式， 而在 理论上更 为完善、 合理 的“ 岩体 一结构 ” 模式 １ 国外 四车道 隧道施工现状分 析 中， 围岩不但是荷载 ， 而且也是结构 ， 在 分析 过程中要重视 国外如 瑞典、 奥 地利、 挪威、 日本以及韩 国在 四车道公 结构与围岩 的共 同作 用 ， 以及 囤岩 的 自承 能力 ， 体现 了新 路 隧道领域 的建设中处于 世界先进水平 ， 其 中又 以韩国最 奥 法的理 念与精髓。在实际隧道和地下工程施 工中 ， 关键 为熟练和 先进。新奥 法设计 与施工技术、 围岩动态 分析 技 的 问题 是 开挖 和 支 护 两 个 工 序 。 术、 中隔壁法 、 Ｔ Ｂ Ｍ法和 双侧壁 导坑 超前 法等技术在 大跨 在 施 工力 学 行 为 上 ， 四车 道 公 路 隧 道 施 工 与 两 车 道 公 度扁坦 公路 隧道施工中被 广泛应用。 路 隧道有着 明显 的区别 ， 不仅 跨度大于 断面 扁平 ， 且在 自
单洞四车道特大断面公路隧道设计与施工关键技术分析
些发达 国家非常重视 公路隧道建 设 ，在公路 隧道建
设方 面有丰富 的经验 ，我们可 以对这些经验 加 以研究 ，再 结合 我国特殊 地形加 以利用 。我 国的单洞 四车道特 大断面
层的影响 ，根据监测的结果及时的更改支护 的参数 ，最终确 立好支护方式和衬砌的操作时 间。
１ ． ２ 技术路 线 单 洞 四车道 特 大断 面 公路 隧道 的跨 度 较大 、内部 结 构 比较复 杂 、施 工难 度 大 ，施 工 中的突 发 情况 较 多 。所 以施 工 中的 围岩 和 支护 结构 的 变形 以及对 受力 的控 制 技 术都 十分 关 键 。本 次研 究 以单 洞 四车 道特 大 断面 公路 隧 道作 为研 究 对象 ，对设 计 与施 工 的关 键技 术 进行 分析 ， 进 行 现 场 勘 察 、理 论 监 控 以 及 数值 计 算 等 等 手 段 的 研
２ ０ １ ７ 年第４ ／ ５ ／ ６ 期 （ ２ 月）
单洞四车道特大断面公路隧道设计与施工 关键技术分析
钟 恩
（ 贵州桥 梁建设 集 团有限责 任 公司 ，贵 州 贵 阳 ５ ５ ０ ０ ０ １ ）
摘要 ：我 国是 一 个 多山地 的 国 家，山地 的 面积 约 占国土 面积 的三 分之 一。 这些 山地地 形严 重影 响 了我 国交通 事业 的发 展 ，增 加 了公路 建设 工程 的施 工难 度 。单 洞四 车道特 大断 面公 路 隧道 的 断面 面积较 大 ，施 工 难度 大 。基 于此 ，对 工程 的 地质 影响 因素 进行 分析 ，包括 岩性 的影 响 ；岩体 结构 和 断裂分 布 ；地应 力影 响 ；地 下水的 影响 等 ，最后 对主要 的研 究成果做 出介 绍 ， 包括 围岩压 力研 究 ；断面形 式和 支护参数 的优化 研 究 ；施 工控制技 术 等 内容 。
工程力学在隧道施工过程中的力学分析
工程力学在隧道施工过程中的力学分析隧道施工是一项复杂而重要的工程活动，它涉及到许多力学原理和分析方法。
工程力学在隧道施工中的应用可以帮助工程师们更好地理解和解决施工过程中的力学问题，确保隧道的安全和稳定。
首先，工程力学可以用来分析隧道施工中的土体力学问题。
在隧道施工过程中，土体的力学性质对隧道的稳定性和安全性起着至关重要的作用。
通过工程力学的方法，工程师可以确定土体的强度参数，如黏聚力和内摩擦角，从而计算土体的稳定性。
此外，工程力学还可以用来分析土体的变形和沉降情况，以及土体与隧道结构之间的相互作用。
这些分析结果可以帮助工程师们预测和控制施工过程中可能出现的土体力学问题，从而保证隧道的施工质量和安全性。
其次，工程力学可以用来分析隧道结构的力学行为。
隧道结构的设计和施工需要考虑到各种力学因素，如荷载、应力、变形等。
通过工程力学的方法，工程师可以计算隧道结构的受力情况，确定结构的强度和稳定性。
例如，在隧道施工过程中，工程师需要考虑到地下水的压力对隧道结构的影响。
通过工程力学的分析，工程师可以计算出地下水的压力分布，并确定隧道结构的抗水能力。
此外，工程力学还可以用来分析隧道结构的变形和挠度情况，以及结构与周围土体的相互作用。
这些分析结果对于隧道结构的设计和施工具有重要的指导意义。
此外，工程力学还可以用来分析隧道施工中的地震力学问题。
地震是一种常见的自然灾害，对隧道的安全性和稳定性有着重要的影响。
通过工程力学的方法，工程师可以计算地震荷载对隧道结构的影响，并确定结构的抗震能力。
此外，工程力学还可以用来分析地震引起的地下水位变化和土体液化等问题，预测地震对隧道施工过程的影响。
这些分析结果对于隧道的设计和施工具有重要的意义，可以提高隧道的抗震能力，减少地震灾害对隧道的影响。
综上所述，工程力学在隧道施工过程中的力学分析起着重要的作用。
通过工程力学的方法，工程师们可以更好地理解和解决施工过程中的力学问题，确保隧道的安全和稳定。
隧道工程的工程力学分析与设计
隧道工程的工程力学分析与设计隧道工程是一项复杂而庞大的工程项目，涉及到土木工程、地质学、力学等多个学科的知识。
在隧道工程的设计与施工过程中，工程力学起着至关重要的作用。
本文将从隧道工程的工程力学分析与设计角度，探讨隧道工程的相关问题。
一、隧道工程的力学特性隧道工程的力学特性是指在隧道施工和使用过程中，隧道结构所受到的力学作用与响应。
首先，隧道工程需要承受来自地表和周围土体的重力荷载。
此外，地下水的压力也会对隧道结构产生影响。
因此，在隧道工程的设计中，需要充分考虑这些力学特性，确保隧道结构的稳定性和安全性。
二、隧道工程的地质力学分析隧道工程的地质力学分析是指通过对地质条件的研究和分析，预测和评估隧道施工和使用过程中可能出现的地质灾害和岩体变形。
地质力学分析的主要内容包括岩体力学性质的测定、岩体应力分析、岩体变形和破坏机理的研究等。
通过对地质力学的分析，可以为隧道工程的设计和施工提供科学依据，减少事故的发生。
三、隧道工程的结构力学分析隧道工程的结构力学分析是指对隧道结构的受力和变形进行研究和分析。
在隧道工程的设计中，需要确定隧道结构的受力状态，以及各个部位的应力和变形情况。
结构力学分析的主要内容包括结构受力分析、结构变形分析和结构稳定性分析等。
通过结构力学分析，可以优化隧道结构的设计，提高隧道的安全性和稳定性。
四、隧道工程的施工力学分析隧道工程的施工力学分析是指对隧道施工过程中的力学问题进行研究和分析。
隧道施工过程中，需要克服土体的抗剪强度、地下水的压力、岩体的破碎等问题。
施工力学分析的主要内容包括施工地质条件的研究、施工方法的选择和施工过程中的力学问题分析等。
通过施工力学分析，可以为隧道施工提供科学指导，减少事故的发生。
五、隧道工程的设计优化隧道工程的设计优化是指通过对隧道工程的力学分析和施工过程的研究，对隧道结构和施工方法进行优化。
设计优化的目标是提高隧道工程的安全性、经济性和可持续性。
设计优化的主要内容包括结构参数的优化、施工方法的优化和施工过程的优化等。
隧道工程中的地质力学与工程力学问题分析
隧道工程中的地质力学与工程力学问题分析隧道工程是一项复杂而庞大的工程，它涉及到地质力学与工程力学等多个学科领域。
在隧道的设计、施工和维护过程中，地质力学与工程力学问题的分析至关重要。
本文将从不同角度论述隧道工程中的地质力学与工程力学问题。
首先，地质力学在隧道工程中的作用不可忽视。
地质力学研究地质体的力学性质，包括岩石的强度、变形特性、断裂性质等。
在隧道工程中，地质力学的研究可以帮助工程师了解地下岩体的力学性质，预测可能出现的地质灾害，并采取相应的措施进行防治。
例如，在隧道施工过程中，地质力学的研究可以帮助工程师选择合适的爆破参数，以减少爆破震动对周围环境的影响。
此外，地质力学还可以帮助工程师确定隧道的围岩稳定性，为隧道的支护设计提供依据。
其次，工程力学在隧道工程中的应用也非常重要。
工程力学研究物体受力和变形的规律，以及如何通过结构设计来满足工程的要求。
在隧道工程中，工程力学的研究可以帮助工程师确定隧道的结构形式和尺寸，以及选择合适的支护结构。
例如，在隧道设计阶段，工程力学的研究可以帮助工程师确定隧道的横截面形状和尺寸，以满足隧道的承载能力和稳定性要求。
此外，工程力学还可以帮助工程师设计隧道的支护结构，以减少地下水的渗漏和岩体的变形。
隧道工程中的地质力学与工程力学问题还涉及到隧道的施工和维护。
在隧道施工过程中，地质力学与工程力学的研究可以帮助工程师解决隧道开挖过程中可能出现的地质灾害问题，如岩层崩塌、地下水突泉等。
此外，地质力学与工程力学的研究还可以帮助工程师选择合适的施工方法和设备，以提高施工效率和质量。
在隧道的维护过程中，地质力学与工程力学的研究可以帮助工程师监测隧道的变形和破坏情况，及时采取维修措施，确保隧道的安全运营。
综上所述，地质力学与工程力学在隧道工程中起着重要的作用。
地质力学的研究可以帮助工程师了解地下岩体的力学性质，预测地质灾害，并采取相应的措施进行防治；工程力学的研究可以帮助工程师确定隧道的结构形式和尺寸，选择合适的支护结构，并解决隧道施工和维护中可能出现的问题。
高速公路隧道扩建力学分析及方案研究
高速公路隧道扩建力学分析及方案研究作者：李佳冬来源：《科学与财富》2020年第28期摘要：随着我国经济的高速发展，人们对高速公路运输能力的要求越来越高。
目前国内的高速公路很多路段都是四车道，为了满足人们的需求，需要扩建为六车道或者八车道。
在高速公路扩建施工过程中，较为复杂的部分就是隧道扩建部分。
本文通过介绍高速公路的研究现状、高速公路隧道扩建形式以及结合具体的工程施工例子进行分析和方案的探究，可以给以后此类工程的施工提供一定的借鉴。
关键词：高速公路运输能力隧道扩建引言：大约从七、八十年前西方的一些较为发达的国家为了满足人们对交通运输的要求就开始研究并修建高速公路，经过了几十年的高速发展，高速公路现在已经成为人们日常生活中不可缺少的一部分，也是国家生产力的具体体现之一。
高速公路运输效率高、负载容量大，由于人们对生活质量的高要求，各国对高速公路的需求日趋上涨，越来越多的高速公路盘桓在国家版图上。
我国第一条高速公路是1988年建成的沪嘉高速公路，近几十年来，我国高速公路的发展突飞猛进，为我国建设做出了巨大的贡献。
但是随着生活水平的提高，人们不再满足于“有”，而是追求高质量的交通运输，这样对高速公路扩建的研究就显得及其必要了。
1 高速公路隧道扩建形式及其研究现状一般来说高速公路隧道扩建工程一般包括新建小间距隧道形成隧道群和扩挖工法，扩挖工法一般又主要包括超前导洞扩挖法和新建隧道等方法。
1.1 小间距隧道的研究就目前来说四车道高速公路隧道一般都是以上下行分離式的形式来修建的。
《公路隧道设计规范》中明确规定了高速公路隧道必须设计成双洞形式。
如表1.1所示是规定的双洞最小净距。
由于自然环境因素是影响高速公路隧道扩建的一个重要因素，比如高速公路所处的天气环节较为恶劣、高速公路线路曲折，所以需要建立一个新的隧道，这个隧道的地理位置可以是处于原有隧道之间或者离原有隧道较近的地方，使这个新的隧道与原有隧道的净距小到相互影响的范围之内，这样就形成了小间距隧道群。
单拱4车道公路隧道不同施工方法下初期支护力学特征研究
单拱4车道公路隧道不同施工方法下初期支护力学特征研究黄阜,黄波,杨小礼(中南大学土木建筑学院,长沙 410075)摘要:由于单拱4车道公路隧道通常采用扁平的拱形结构形式,从而导致隧道开挖后围岩的二次应力分布不均匀,初期支护的支护效果不佳。
为了研究采用不同施工方法时各种初期支护手段的力学特征,采用有限差分软件F LAC3D 对不同围岩条件下单拱4车道公路隧道的施工动态过程进行了三维数值模拟,得到了不同施工方法下初期支护的应力和位移特征。
通过比较分析这些力学特征,提出了不同围岩条件下使初期支护达到最佳效果的施工方法。
关键词:单拱4车道公路隧道;支护结构;施工方法;力学特征中图分类号:U 45文献标志码:A文章编号:1672-741X (2009)05-0526-05Study on Mech an i cal Ch aracteristi cs of Pri m ary Rei n force ment of Si n gle 2archFour 2l ane Hi ghway Tunnels under D i fferent Constructi on M ethodsHUANG Fu,HUANG Bo,Y ANG Xiaoli(School of C ivil Engineering and A rch itecture,Central S outh U niversity,Changsha 410075,China )Abstract:Due t o the flat arched structure usually adop ted in single 2arch f our 2lane highway tunnels,the distributi on of the secondary stresses in the surr ounding r ock mass after tunnel excavati on is non 2unif or m and the reinf orce ment effect of the p ri m ary reinf orce ment ele ments is poor .I n order t o study the mechanical characteristics of the p ri m ary reinf orce ment ele ments under different constructi on methods,the dyna m ic constructi on p r ocesses of single 2arch four 2lane highway tun 2nels in different surr ounding r ock mass are si m ulated by finite difference s oft w are F LAC3D and the stress and dis p lace 2ment characteristics of the p ri m ary reinforce ment ele ments under different constructi on methods are obtained .By compa 2ring these mechanical characteristics,constructi on methods under which the op ti m um reinforce ment effect of the p ri m ary reinforce ment ele ments can be reached are p r oposed .Key W ords:single 2arch f our 2lane highway tunnel;reinf orce ment structure;constructi on method;mechanical character 2istics0引言随着我国国民经济的快速增长和交通流量的大幅增加,双向4车道乃至双向6车道公路隧道已不能满足日益增长的通行需求,于是双向8车道公路隧道的修建开始见诸于文献[1-4]。
对公路隧道施工过程的力学分析及其数值模拟
对公路隧道施工过程的力学分析及其数值模拟虽然公路隧道工程的建设发展速度迅猛,但公路隧道相关理论及设计、施工技术的实践研究仍不够深入,本文依托某工程实例[1],对隧道中初期支护、二次衬砌两者的受力机理作深入研究;在改变二次衬砌刚度大小的情况下,研究二次衬砌厚度、弹性模量、泊松比以及隧道不同的埋深、改变两隧道间距离对支护体系受力性状的影响。
用有限元软件FLAC[2]对该隧道作详细开挖支护数值分析,了解不同工况下隧道支护体系的内力和变形,发现左右隧道两个洞室存在相互影响;隧道中拱顶、拱腰处、仰拱中部都是受力中较为不利的薄弱位置,在设计时要做局部加强,施工时也要注意支护;通过对监测变量的分析,最大不平衡力最终趋于收敛,左右隧道支护体系拱顶的位移趋于稳定。
当支护体系中二次衬砌的刚度变化时,随着二次衬砌厚度的增加,在拱顶、拱腰、拱脚处二次衬砌中围岩应力基本成线性增大,但当厚度到650mm时增加的速率有所减缓;而在拱肩处二次衬砌的应力变化大小不一,规律性不强;随着弹性模量的增加,会使拱腰、拱肩处二次衬砌中压应力变大,基本呈现线性变化,而对拱顶、拱脚处基本无影响;当改变泊松比的大小,对支护体系中二次衬砌的应力大小基本无影响;当二次衬砌的刚度增大时,不一定就会使得二次衬砌所分担的围岩压力有所增加,因为复合式衬砌的受力较为复杂,此时,还要继续分析影响刚度大小的具体因素。
随着隧道埋深的增大,围岩的自重应力会相应增加,隧道支护体系中初期支护所受的围岩压力增大,这与我们主观感受的也相一致,而且增加的速率越来越快,二次衬砌的受力基本不变。
随着左、右两隧道之间的距离增加时,右隧道对左隧道的影响减小,左隧道支护体系的受力减小,两隧道间的相互影响逐渐减弱。
公路隧道支护结构力学研究
公路隧道支护结构力学研究摘要：随着交通基础建设的发展，隧道在各级公路中出现的频率越来越多。
隧道支护结构的力学特征直接影响到隧道的施工安全，支护结构不稳定可能导致隧道塌方灾害，造成人员伤亡、机械损坏、工期延误，形成不良的社会影响，所以研究隧道支护结构的稳定性是十分必要的。
本文根据S320线耒阳至荫田公路改建工程株木山隧道的工程地质情况，通过数值模拟研究隧道开挖过程中支护结构的力学特征，对隧道支护结构的施工具有一定的指导意义。
关键词：支护结构力学特征数值模拟引言随着交通基础建设的发展，隧道在各级公路中出现的频率越来越多。
隧道支护结构的力学特征直接影响到隧道的施工安全，支护结构不稳定可能导致隧道塌方灾害，造成人员伤亡、机械损坏、工期延误，形成不良的社会影响，所以研究隧道支护结构的稳定性是十分必要的。
近年来，国内许多专家学者对隧道的支护结构力学特征进行了研究，得到了显著的科研成果。
俞琳（2005）研究了衬砌支护时间对衬砌受力状态的影响规律，分析衬砌与围岩之间的接触应力随时间的变化规律；郭小红（2007）根据锚杆承载拱理论分析了锚杆在支护结构中的作用效应，给出了系统锚杆承载力的计算公式；文竞舟（2011）运用弹性曲梁理论，通过围岩与喷射混凝土的接触应力推导求解衬初衬结构的内力，为隧道施工安全评估提高可靠的理论依据；贾剑青（2012）通过建立有限元数值分析模型，模拟了隧道支护结构的力学特征随掌子面推进的变化规律，分析了隧道开挖过程中支护结构的稳定性；张德华（2015）在考虑喷射混凝土强度时间硬化效应的基础上，研究了高地应力效应下软岩隧道支护结构的力学响应过程，提出适合大变形围岩隧道的合理支护形式；台启民（2016）研究了软弱围岩隧道施工中超前支护类型及参数，并给出了支护参数的上限值和下限值。
本文结合S320线耒阳至荫田公路改建工程株木山隧道的工程地质情况，深入研究隧道支护结构的力学特征，采用数值模拟的方法模拟隧道开挖过程中支护结构的力学响应，其研究结果对隧道施工支护结构的选取具有一定的指导意义，确保施工过程的安全性。
四车道隧道洞口浅埋偏压段施工力学响应特征分析
四车道隧道洞口浅埋偏压段施工力学响应特征分析
朱峰
【期刊名称】《工程建设》
【年(卷),期】2024(56)4
【摘要】由于四车道隧道断面跨度大且扁平,施工断面多,施工工序繁杂,衬砌结构及围岩受到多次扰动,导致其力学特性较小跨度隧道有明显不同。
文章借助有限元分析软件,以仁遵高速公路青山隧道为工程背景,对洞口浅埋偏压段的施工过程进行模拟,研究隧道拱顶沉降、水平收敛和围岩塑性区的分布与发展规律。
通过总结与分析计算结果,得到四车道隧道洞口浅埋偏压段施工力学响应特征,并根据其不同的特征提出相应的合理的施工优化措施,以提高施工安全性与隧道工程质量。
研究方法及结果可为类似隧道工程设计与施工提供指导与借鉴。
【总页数】8页(P12-19)
【作者】朱峰
【作者单位】辽宁省交通规划设计院有限责任公司
【正文语种】中文
【中图分类】U451
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单拱四车道公路隧道断面设计优化与施工力学研究的开题报告
单拱四车道公路隧道断面设计优化与施工力学研究的开题报告标题：单拱四车道公路隧道断面设计优化与施工力学研究1.课题研究背景随着城市化进程的不断推进和人口数量的增加，道路交通问题逐渐成为影响现代社会发展和人民生活质量的关键因素。
隧道工程是现代化城市道路交通建设中必不可少的组成部分。
单拱四车道公路隧道断面设计优化与施工力学研究的意义在于提高单拱隧道的设计、施工技术和质量，改善隧道内部的交通安全和流通效率。
2.研究目的本课题旨在通过对单拱四车道公路隧道的断面设计和施工力学研究，寻求最佳的设计方案和施工技术，保障隧道的安全、稳定和持久性，提高隧道的通行能力和交通流通效率。
3.研究内容本课题研究内容主要包括以下方面：（1）单拱四车道公路隧道断面设计的优化研究，结合交通工程的实际需求，对隧道的几何形状、断面尺寸、壁厚等参数进行优化设计，着重考虑隧道的安全性、稳定性、通行能力和施工工艺的可行性等因素。
（2）单拱四车道公路隧道施工力学的研究，通过建立数值模型和物理模型，分析隧道施工过程中的土压、支撑结构变形、地表沉降、地震等各种力学问题，探讨隧道的施工工艺和支护措施，保障隧道的安全和稳定。
（3）基于理论分析和实际工程数据，对单拱四车道公路隧道的设计和施工工艺进行仿真计算与验证，得出最佳方案，提高隧道的施工效率和质量。
4.研究方法（1）文献调查法，对现有的单拱隧道的设计、施工等方面的研究进行梳理和分析；（2）数值模拟法，通过使用FEM软件对隧道施工过程中的各种力学问题进行数值模拟，并验证计算结果的准确性和合理性；（3）现场实验法，通过对已建成的隧道进行现场观测和数据采集，分析各种力学问题和现场施工情况，为隧道设计和施工工艺提供实际参考。
5.预期成果本课题的预期成果包括：（1）单拱四车道公路隧道断面设计优化方案；（2）单拱四车道公路隧道施工工艺和支护措施；（3）单拱四车道公路隧道施工力学现象的分析和解决方案；（4）仿真计算与验证结果。
单洞四车道公路隧道力学性状数值模拟与监控量测的开题报告
单洞四车道公路隧道力学性状数值模拟与监控量测的开题报告1. 研究背景与意义隧道工程是一种重要的交通基础设施，隧道的安全运营是极为关键的。
在隧道设计和施工阶段，需要对隧道的力学性状进行数值模拟和监控量测，以确保隧道的安全性和稳定性。
特别是对于单洞四车道公路隧道这种复杂的隧道结构，需要进行更为精细的力学分析和监测。
本文将针对单洞四车道公路隧道，进行力学性状的数值模拟和监控量测研究，旨在为隧道设计和施工提供技术支持，确保隧道的安全性和稳定性。
2. 研究内容本文将主要研究以下内容：（1）单洞四车道公路隧道力学性状数值模拟：采用有限元数值模拟方法，对单洞四车道公路隧道进行力学分析和模拟，包括隧道内部结构的变形和应力分布等方面。
根据模拟结果，评估隧道在正常使用条件下的安全性和稳定性。
（2）单洞四车道公路隧道监控量测：利用传感器等监测设备对隧道结构的运行状态进行实时监测，收集隧道内部变形、裂缝扩展等数据，与数值模拟结果进行比对，及时发现和处理可能的问题。
3. 研究方法本文采用有限元数值模拟方法，使用模拟软件对单洞四车道公路隧道进行力学分析和模拟。
同时，通过传感器等监测设备对隧道结构的运行状态进行实时监测，收集隧道内部变形、裂缝扩展等数据，与数值模拟结果进行比对，发现并处理可能的问题。
4. 研究进程安排本研究计划经过充分的文献调研和初步方案设计后，进行数值模拟和监测量测的实验研究，最终总结研究结果并撰写论文。
具体研究进程安排如下：第一周：文献调研和初步方案设计第二周-第八周：数值模拟实验研究第九周-第十一周：监测量测实验研究第十二周-第十四周：总结研究结果并撰写论文5. 预期成果本研究的预期成果包括：（1）单洞四车道公路隧道力学性状数值模拟结果；（2）单洞四车道公路隧道监控量测数据；（3）针对单洞四车道公路隧道的安全评估报告；（4）相关科研论文。
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四车道公路隧道施工的力学研究摘要：随着当前社会经济的不断发展，国内的公路隧道施工摒弃了既往的双车道公路隧道设计施工模式，逐渐倾向于采用四车道公路隧道的施工，本文从四车道隧道施工的技术问题入手，研究并探讨了一系列四车道公路隧道施工过程中所面临的力学问题。
abstract： as the development of current social economy，the domestic highway tunnel construction abandons the traditional two-line highway tunnel construction model， and gradually adapts four-lane highway tunnel construction. starting from the four lane tunnel construction technology，this paper studies and discusses a series of mechanics issue in four-lane tunnel construction process.关键词：四车道公路隧道；力学；新奥法key words： four-lane highway tunnel；mechanics；new austrian method中图分类号：u455 文献标识码：a 文章编号：1006-4311（2013）02-0097-020 引言随着经济的发展，车流量日益增加的社会需求，采用双车道公路隧道的理论进行设计、施工，已不能符合实际需求。
因此目前国内的公路隧道施工逐渐倾向于采用四车道公路隧道的施工，同扁平率较大的单洞双线公路隧道的施工不同，四车道公路隧道的大断面隧道，横断面的跨度较双车道增加了一倍，如还按照双车道隧道施工的高跨比即扁平率来设计，工程造价会有大幅提升，因此我们只能以降低扁平率的方式来降低成本。
因为扁平率的降低，会造成对围岩稳定度以及隧道结构稳定性的极大影响，尤其在以自重应力场为主的情况下对扁平结构影响会更大，必然由此带来更多新的技术问题。
对四车道公路隧道施工中的力学体系进行深入研究越来越显得重要。
同时此课题的研究也适合我国基础建设的设计与施工实际需求，从而使四车道隧道施工达到经济合理、安全快速的施工要求。
1 国外四车道隧道施工现状分析国外如瑞典、奥地利、挪威、日本以及韩国在四车道公路隧道领域的建设中处于世界先进水平，其中又以韩国最为熟练和先进。
新奥法设计与施工技术、围岩动态分析技术、中隔壁法、tbm法和双侧壁导坑超前法等技术在大跨度扁坦公路隧道施工中被广泛应用。
韩国现有的11座四车道大跨度公路隧道全是采用的新奥法（natm法），在设计、施工上根据实际地质，采用土力学和岩力学中的数值分析方法进行计算。
结合新奥法基本原理和要求，在实际施工期，在洞室内部进行严格的监控测量。
具体工作有拱周边变形监测、围岩变形监测、拱顶下沉监测、锚杆轴力和锚固力的测定以及喷射混凝土与围岩间接触应力的测定等一系列内容。
2 国内四车道施工现状分析过去，我国公路隧道主要为二车道或三车道，这也是由我国实际情况所决定的：①国内岩石的物理力学特性及隧道工程地质条件相当复杂；②国内在大跨度扁坦公路隧道施工上千差万别，没有统一的勘查规范；③行业内极少有关于大跨度公路隧道施工力学、施工方法、断面结构和支护衬砌工艺等研究的学术成果。
而国内的四车道公路隧道多数处于规划和建设中。
1990年通车的沈大高速全长375公里，是国内双向四车道开创新纪元，被称为“神州第一路”。
不过现在也因日益增加的车流量而不堪重负。
2003年2月21日，国务院所批“十五”期间重点改扩建项目，由交通部确定的“高速公路改扩建示范工程”的沈大高速开始全线封闭改扩建，从双向四车道改为双向八车道。
这就充分暴露了我们在实际的设计和施工过程中，缺乏超前意识，以静止的观点规划高速公路建设，结果不断的重复投资和重复建设，造成资金和原材料等资源的浪费。
3 现行隧道工程设计与施工方法分析与研究传统的隧道设计是基于经验设计方法的“荷载一结构”模式，而在理论上更为完善、合理的“岩体一结构”模式中，围岩不但是荷载，而且也是结构，在分析过程中要重视结构与围岩的共同作用，以及围岩的自承能力，体现了新奥法的理念与精髓。
在实际隧道和地下工程施工中，关键的问题是开挖和支护两个工序。
在施工力学行为上，四车道公路隧道施工与两车道公路隧道有着明显的区别，不仅跨度大于断面扁平，且在自重应力场作用下，围岩开挖后拱部岩体向洞内变形导致两侧岩体向外挤压，使边墙部位产生拉应力区。
水平收敛远远小于拱顶下沉，尤其在边墙位移小，部分位移甚至向外发生膨胀。
拱顶下沉是四车道隧道中围岩稳定判据的关键因素。
位移随着开挖呈台阶式增加，而历时曲线则总体呈s形，用hill函数拟合其拟合程度最好。
3.1 大跨度公路隧道分部开挖施工力学分析岩体在初始应力状态（自重及参与构造应力状态等）下处于一定的平衡状态。
当洞室开挖之后，由于工程力的作用破坏了原先的初始状态，使洞室周围一定范围内的缘由岩体受到影响。
从洞室开挖始，原先的初始状态被工程力的作用破坏，洞室周围的原有岩体受到影响，在影响范围内的那部分岩体即称之为围岩。
围岩的稳定性是指在保持施工中洞室结构形成的暴露面尺寸和形状的性质。
通常围岩丧失稳定性有如下三种形式：①上部岩层重量引发应力集中区的岩石被破坏；②在自重力作用下崩落岩石形成冒落；③岩石裸露表面因塑性变形形成无明显破坏的大幅度位移。
因隧道的纵向长度远大于横断面尺寸，所以围岩中应力分布可以视为平面问题，除位于隧道两端围岩可能同时产生沿纵轴方向的变形外，其余各处的围岩都只会产生沿横断面方向的变形。
因此，隧道围岩的应力分布问题为平面应变问题。
3.2 新奥法中支护与围岩共同作用施工的力学分析围岩在自身平衡过成长的变形、破裂使支护结构因受压力并变形，因此围岩性态及其变化对支护的作用有重要影响。
另外，支护的刚度和强度抑制岩体变形和破裂的发展，同时，也影响了支护自身的受力。
因此，支护与围岩形成一个共同体；共同体的耦合作用和互为影响的情况，形成“围岩—支护”的共同作用。
所以，在新奥法中，支护结构的设计原理其实就是柔性支护和围岩体共同变形、破坏的塑性和弹性理论。
隧道开挖后，引起一定范围内围岩应力重分布，并有局部地层残余应力的释放。
一定范围内围岩发生位移并形成松弛，从而恶化围岩的物理力学性质，引发薄弱处隧道围岩发生局部破坏。
随着破坏的扩大，从而造成整个隧道的坍塌。
给予围岩内缘的支护力的大小，直接决定围岩体中的塑性区的大小。
若危岩体中塑性区变大，则围岩对支护的变形压力越小。
而原岩一次压力越大，塑性的半径也就会越大，围岩强度性质由两个指标反映——内摩擦角值和粘结力越小，岩体强度则越低，塑性半径就越大。
以上是新奥法柔性支护理论的出发点，在隧道设计、施工工程中采取支护措施时需要积极利用。
由此使支护受到的变形压力尽可能的小，并相应的降低支护工程量和工程造价。
3.3 锚喷支护作用施工的力学分析以喷射混凝土、锚杆、钢筋网喷射混凝土等结构组合起来的形式称之为锚喷形式。
实际工程实践说明相较于以往的现浇混凝土衬砌，锚喷支护更为优越。
锚喷结构能及时、有效的支护和控制围岩变形，防止岩块坠落或坍塌，发挥围岩自承能力，所以锚喷支护更为优越和合理。
锚喷支护能大量的节省混凝土、劳动力、原材料等，提高工程施工效率，工程造价相较于现浇混凝土衬砌可降低400%，并有利于施工机械化，进一步改善劳动条件。
锚喷支护以其良好的物理力学性能，是一种符合岩体力学原理的积极支护方法。
能及时支护加固围岩，并与围岩密贴，封闭岩体的张性裂隙和节理，加固围岩结构面，有效的发挥和利用岩块间的镶嵌、咬合和自锁作用，从而提高岩体自身的强度、自承能力和整体性。
锚喷支护结构柔性好，与围岩构成共同承载体系，共同变形。
能在变形过程中调整围岩应力，抑制变形发展，避免坍塌，并能抑制大的松散压力出现。
不过，到目前为止，锚喷支护仍需发展和不断完善，从作用机理的探讨到设计、施工方法研究等方面，都有待科学技术工作者的进一步成就，以实现理论和实际的融合。
3.4 结合新奥法隧道设计施工的基本思想和岩石力学分析在岩石力学基本原理和新奥法隧道设计施工的基本思想的指导下，本文利用大型有限元分析软件ansys对沈大高速公路韩家岭四车道公路隧道的施工开挖方法及未按稳定进行了有限元模拟分析，取得了一定的成果。
3.4.1 就严格意义上来说，现行规范无法指导设计四车道公路隧道的设计、施工，忽略了围岩本身亦是结构这一关键特性，只能指导设计15m以内跨度的公路隧道工程。
用有限元分析软件ansys 分析软件对几种常用的施工方法施工过程进行相关的有限元模拟分析，即能解决上述问题。
大量的实际计算分析结果表明：隧道设计，考虑围岩不能仅作荷载，它同时也是结构，应意识到围岩与结构共同作用的重要性，考虑其自承能力，以更为完善、合理的“岩体—结构”模式取代基于经验设计方法的传统“荷载—结构”模式。
3.4.2 新奥法从理论上计算出在施工开挖各部时围岩与支护结构式各个点的应力应变情况能随时及时的判断支护结构、围岩在开挖后的稳定性，使设计更为安全可靠、经济合理，杜绝施工阶段险情的发生。
3.4.3 通过实际有限元的分析结果，我们能知道，隧道分部开挖，是有其科学依据的。
同时，如果分部过细过多，则会造成增加对围岩体的扰动，延长扰动时间，违反了控制围岩与支护结构稳定性的初衷，适得其反。
因而分部最好不要超过六部，在时间上，也最好采用左右对称开挖，效果更为显著。
对于四车道公路隧道，由于断面特别大，施工方法宜采用中隔壁法（cd工法）、中隔壁交叉台阶法（crd工法）、双侧壁导坑法（眼镜法）。
加速施工法即尽快形成一次支护封闭断面的做法，是防止变形、坍塌的关键步骤。
从塑性区分布上来看，施工中采用长锚杆稳定地层并加固围岩的做法，既不经济，又不能加快施工进度。
下导坑超前台阶法由于分部过细过多，致使围岩收到严重的扰动，与新奥法的基本思想相悖，无法有效控制支护结构与围岩稳定性，施工过程又复杂，支护工艺要求高，工程造价就更高了。
4 结束语本文没有对涉及沿途流变分析动力进行分析，随着理论技术水平的提高，和计算机技术的不断深入与发展，公路隧道及地下工程的动力稳定性分析也将具有更深远的研究意义。
我们通常所做的数值分析工作仅是通过有限的几种常用方法进行二维平面问题的模拟，而公路隧道及地下工程的开挖在实际中其实是一个复杂的三维时间—空间的问题，施工开挖的的方法也还有许多值得研究探讨和提高。
如何利用大型三维有限元模型进行大跨度公路隧道及地下工程的施工力学效应数值模拟分析，仍将是未来一个值得研究的课题。