浅埋大跨小净距隧道断面形态及合理间距的优化研究  

Study of section morphology and reasonable distance optimization of large-span twin tunnels with small clear spacing in shallow rock mass

作　　者：王辉[1] 陈卫忠[1,2] 陈培帅[1] 田洪铭[1] 曹俊杰[1] 赵武胜[1] 

机构地区：[1]中国科学院武汉岩土力学研究所,武汉430071 [2]山东大学岩土与结构工程研究中心,济南250061

出　　处：《岩土力学》2011年第S2期641-646,共6页Rock and Soil Mechanics

基　　金：国家自然科学基金重大国际合作项目(No.50720135906);国家自然科学基金(No.41072238;51009133;51004097)

摘　　要：对于大跨度小净距隧道而言,合理扁平率及双洞间距的设计对于节约成本,提高隧道线型规划具有至关重要的作用,因此,优化大跨度小净距隧道的扁平率及其间距是隧道设计施工面临的关键问题。利用大型有限元分析软件ABAQUS的标准设计语言Python编程,对某拟建大跨度小净距隧道不同扁平率及其间距进行参数化设计;采用精确罚函数法以及Nelder-Mead优化算法相结合的有限元优化分析计算程序,以隧道开挖面积、围岩塑性区、地表沉降和拱顶下沉等作为优化目标值,对建立的参数化模型进行计算,提出依托工程条件下扁平率及间距的最优组合。研究方法和成果对推动大断面小净距隧道的发展和应用具有重要的现实意义。对于大跨度小净距隧道而言,合理扁平率及双洞间距的设计对于节约成本,提高隧道线型规划具有至关重要的作用,因此,优化大跨度小净距隧道的扁平率及其间距是隧道设计施工面临的关键问题。利用大型有限元分析软件ABAQUS的标准设计语言Python编程,对某拟建大跨度小净距隧道不同扁平率及其间距进行参数化设计;采用精确罚函数法以及Nelder-Mead优化算法相结合的有限元优化分析计算程序,以隧道开挖面积、围岩塑性区、地表沉降和拱顶下沉等作为优化目标值,对建立的参数化模型进行计算,提出依托工程条件下扁平率及间距的最优组合。研究方法和成果对推动大断面小净距隧道的发展和应用具有重要的现实意义。

关 键 词：大跨度小净距隧道 参数化建模 断面形态 合理间距 Nelder-Mead算法 

分 类 号：P634.1[天文地球—地质矿产勘探] TU45[天文地球—地质学]