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深部引水隧洞特性的三维有限元数值分析本文所计算模拟的深部引水工程隧洞是将辽宁省大伙房水库的水向辽宁中部地区 的抚顺、沈阳等城市提供城市生活和工业用水。该工程对促进该地区水资源的合理配置 改善当地水环境，推动当地国民经济的可持续发展具有十分重要的意义。 本文对隧洞的主辅洞交叉口（隧洞的最不利工况）进行了数值分析，计算按一次开 挖进行了计算，采用了三维和平面有限元两种方法进行。
数值模拟分析方法与过程
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将所建立的模型分别离散成为有限元网格，以便于数值分析。本次分析使用的网格 是四面体20节点单元(solid95），自由格式划分网格，共生成16194个单元，22380个节 点，见下图。
图4隧道计算模型网格图
表1隧洞数值计算材料表
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计算，可以得出隧道的位移情况和应力应变情况
图8 开挖引起的竖向位移（局部）图
6Z=30剖面等效塑性应变
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为了更详细的了解开挖隧洞引起的位移和应力，列出如下关键点的应力、应变和位移情 况，关键点选取见下图
图20隧洞交叉口关键点选取图
表2各关键点所计算的位移和应力结果
礼嘉组团渝合高速公路西侧道路及配套工程施工组织设计2004ANSYS中国用户论文集
4.1隧洞开挖后，当岩体内某斜截面的剪应力超过破坏理论规定的滑动界限时，岩体 就发生剪切屈服破坏。根据计算所得等效塑性应变分布图可以看到在主辅洞交叉部位，塑 性区有极大的发展，应引起足够的重视；而在主洞可以看作平面应变范围内，在墙角及拱底 塑性区有一定的发展，但是未超过隧洞跨度的一半，可以判断是稳定的。 4.2开挖后，隧洞产生了一定范围的塑性区，并在小范围内围岩出现了拉应力，尤其 以隧洞交叉口明显，为保证隧洞的安全施工和正常使用，建议在隧道交叉口以及主洞开挖 后采用喷射钢筋混凝土封闭隧洞，在交叉口、墙角及拱底等薄弱部位施工过程中应该随时 监测，必要时采取进一步的加固措施。 4.3由于实际地质情况的复杂性，使得理论计算结果和实际工程不可避免的有一定的 出入，因此，理论计算要和实际结合起来，采用半经验半理论的分析方法，并在施工过程 中结合现场监测，采取灵活的设计、施工。
文彬.厦门云顶隧道围岩及结构稳定的数值计算分析.华