多年冻土区公路隧道围岩荷载计算方法

发布时间：2019-06-08 12:24

【摘要】：为了明确多年冻土地区公路隧道承受的围岩荷载,给其结构设计提供科学依据,针对冻胀荷载的计算方法以及围岩荷载的组合形式进行了研究。考虑围岩不均匀冻胀特性,推导了不均匀冻胀时圆形隧道冻胀荷载的解析解;建立了冻胀荷载的有限元数值分析方法,揭示了围岩性质、埋深、衬砌形状对冻胀荷载的影响规律;对冻胀荷载包络图进行简化并分解,拟合了适用于曲墙式衬砌的冻胀荷载简化计算公式,并给出了荷载分布特征参数和量值特征参数;总结了多年冻土区公路隧道荷载组合形式。结果表明:冻胀荷载实测值为0.8,1.03MPa时,提出的冻胀荷载解析公式的计算值为0.62,1.12 MPa,与实测值吻合较好;以有限元数值方法计算结果为参照,冻胀荷载的简化计算方法平均相对误差为5.13%,可满足工程应用的精度要求。
[Abstract]:In order to clarify the surrounding rock load of highway tunnel in permafrost area and provide scientific basis for its structural design, the calculation method of frost heave load and the combination form of surrounding rock load are studied. Considering the uneven frost heave characteristics of surrounding rock, the analytical solution of frost heave load of circular tunnel under uneven frost heave is derived. The finite element numerical analysis method of frost heave load is established, and the influence of surrounding rock properties, buried depth and lining shape on frost heave load is revealed. The envelope diagram of frost heave load is simplified and decomposed, and the simplified calculation formula of frost heave load suitable for curved wall lining is fitted, and the characteristic parameters of load distribution and value are given. The load combination form of highway tunnel in permafrost area is summarized. The results show that when the measured value of frost heave load is 0.8 and 1.03 MPA, the calculated value of the analytical formula of frost heave load is 0.62, and 1.12 MPa, is in good agreement with the measured value. With the reference of the numerical results of the finite element method, the average relative error of the simplified calculation method of frost heave load is 5.13%, which can meet the accuracy requirements of engineering application.
【作者单位】： 中交第一公路勘察设计研究院有限公司;
【基金】：“十二五”国家科技支撑计划项目(2014BAG05B05)
【分类号】：U451.2

【共引文献】

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本文编号：2495279