近年来,随着国民经济的飞速发展,基础设施建设取得了巨大成就,各种断面形式的地下洞库愈来愈广泛地应用于铁路与公路隧道工程、水电站地下厂房、市政工程、国防和人防工程以及城市地下商业建筑等方面。然而,长期以来我国在地下工程的设计、施工和稳定性研究方面,基本上都是基于新奥法理论的定性分析,这已无法适应当前地下工程的发展形势,因此积极借鉴和探索国外地下工程施工的成功经验,并对地下洞库开挖后支护参数的确定以及围岩的稳定性进行定量分析,已经势在必行。 论文首先详细介绍了挪威隧道施工方法的基本原理并与新奥法做了综合比较,指出采用挪威法施工可取得良好的技术经济效益,值得在实践中推广应用;其次全面总结了地下工程支护结构的各种计算方法,说明了他们的适用范围;论文还对比分析了当前常用的五种地下洞库稳定性判据,并指出在目前的技术条件下,想要建立一种普遍适用的定量判据是不现实的,必须将现有的稳定性判据结合围岩监控量测来综合判断;再次针对大断面地下洞库,提出一种新的支护参数确定方法,即将挪威法理论、有限元数值分析与工程类比法相结合来综合确定围岩的支护参数:最后运用平面应变弹塑性有限元分析原理分别对小断面、变断面和大断面地下洞库工程实例进行了稳定性数值模拟分析,并对三种常用的大断面地下洞库掘进施工方法进行了优化分析。 本文借助通用的ANSYS软件建立有限元模型,并进行了仿真模拟和数值分析,取得了一些有意义的结论和成果,为地下洞库的结构设计和施工提供了重要的理论参考依据。