上软下硬地层隧道开挖三维有限元分析

上软下硬地层大断面隧道受力结构复杂，分步开挖对围岩扰动大、风险高。为分析大断面隧道开挖受力特性，探寻分步开挖变形规律，利用MIDAS/GTS NX岩土分析软件建立三维有限元模型，对隧道开挖过程中地表沉降、隧道收敛、锚杆轴力、初支应力受力特性进行研究。通过分析得出，上软下硬地层大断面隧道开挖地表沉降主要发生在上台阶施工阶段，上台阶开挖引起的地表沉降占总体沉降量的97%；硬岩地层大断面开挖台阶间距对地表沉降、隧道收敛、初支结构受力影响不大。研究成果可为上软下硬地层大断面隧道开挖提供借鉴和参考。