连拱隧道围岩压力计算方法初探

发布时间：2018-11-22 13:13

【摘要】：通过数值模拟及理论分析等手段对隧道压力拱的产生范围及受力机理进行研究,提出了压力拱内外边界的判定方法。在此基础上,指出隧道围岩压力是由压力拱内边界以下土体松动产生的松动压力,以及压力拱自身土体压缩形变而作用在支护结构上的压力共同作用所产生,并提出了基于压力拱受力机理的围岩压力计算方法。然后通过对围岩压力的各影响因素进行敏感性分析,可得围岩压力影响最敏感的因素是围岩的内摩擦角,其后依次为隧道埋深、岩体重度和隧道跨度,而弹性模量、泊松比以及黏聚力则是最不敏感的几个因素。再利用正交试验,将影响较大的几个影响因素与相应的围岩压力关系进行回归分析,拟合出便于实际应用的围岩压力计算公式。最后考虑施工过程对连拱隧道围岩压力的影响,分别考虑了先行导洞的洞高、跨度和导洞之间的距离对后行导洞围岩压力所产生的影响,将各影响系数添加到基于压力拱理论的单洞隧道围岩压力计算公式中,得出适用于连拱隧道的围岩压力计算公式,并通过工程实例进行了验证。
[Abstract]:By means of numerical simulation and theoretical analysis, the generation range and stress mechanism of the tunnel pressure arch are studied, and the judgment method of the inner and outer boundary of the pressure arch is put forward. On this basis, it is pointed out that the surrounding rock pressure of the tunnel is caused by the loosening of the soil under the inner boundary of the pressure arch, and the pressure of the pressure arch acting on the supporting structure is caused by the compression deformation of the pressure arch itself. The calculation method of surrounding rock pressure based on the stress mechanism of pressure arch is put forward. Then through the sensitivity analysis of the influence factors of surrounding rock pressure, it can be concluded that the most sensitive factor of surrounding rock pressure is the angle of internal friction of surrounding rock, followed by tunnel buried depth, rock mass weight and tunnel span, and elastic modulus. Poisson's ratio and cohesion are the least sensitive factors. Then by using orthogonal test, regression analysis is carried out between several influential factors and the corresponding surrounding rock pressure, and the calculation formula of surrounding rock pressure which is convenient for practical application is fitted out. Finally, considering the influence of the construction process on the surrounding rock pressure of the multi-arch tunnel, the influence of the tunnel height and the distance between the span and the guide tunnel on the surrounding rock pressure of the rear guide tunnel is considered respectively. The influence coefficient is added to the calculation formula of surrounding rock pressure of single-hole tunnel based on the theory of pressure arch, and the calculation formula of surrounding rock pressure suitable for multi-arch tunnel is obtained, which is verified by an engineering example.
【作者单位】： 石家庄铁道大学土木工程学院;西南交通大学交通隧道工程教育部重点实验室;
【基金】：国家自然科学基金资助项目(51478277) 河北省自然基金资助项目(E2012210011,E2013210119) 河北省高等学校科学技术研究基金资助项目(QN20131179,ZD20131065)
【分类号】：U451.2

【参考文献】

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【共引文献】

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本文编号：2349471