高地应力断层破碎带衬砌力学特性对比与分析
本文关键词: 隧道 高地应力 断层 围岩 弹性 弹塑性 摩尔-库伦准则 三维数值模拟 出处:《铁道标准设计》2014年12期 论文类型:期刊论文
【摘要】:以高地应力区某穿越断层破碎带隧道为工程依托,通过三维数值模拟来分析随着掌子面推进过程中的围岩空间应力场的状态及其变化趋势。首先,根据弹性衬砌模型计算结果判断衬砌结构是否还处于弹性状态;其次,按照弹塑性衬砌模型进行某穿越高地应力断层破碎带隧道三维数值模拟。计算结果表明:高地应力区穿越断层破碎带隧道三维数值模拟应该采用弹塑性衬砌结构;弹性计算模型与摩尔—伦计算模型分别计算所得衬砌结构关键点位移量差别较大,弹性衬砌模型计算得到关键点位移均小于摩尔—库伦衬砌模型所得到的量值,且约为摩尔—库伦模型计算所得量值的50%;拱顶和拱腰主应力波动范围在掌子面通过z=-50 m平面前0.5B(B为隧道宽度)和通过后1.5B范围,墙脚主应力波动范围在掌子面通过前1B和通过后0.5B范围;弹塑性衬砌计算的主应力较弹性衬砌计算的主应力大;揭示了某穿越高地应力断层破碎带隧道衬砌的破坏形式与潜在破坏面。
[Abstract]:Based on a tunnel passing through fault fracture zone in high in-situ stress area, the state and variation trend of surrounding rock spatial stress field in the course of advancing face face are analyzed by three-dimensional numerical simulation. According to the calculation results of elastic lining model to determine whether the lining structure is still in an elastic state. Secondly, According to the elastoplastic lining model, the three-dimensional numerical simulation of a tunnel passing through the fracture zone of a high in-situ stress fault is carried out. The results show that the elastoplastic lining structure should be used in the three-dimensional numerical simulation of the tunnel crossing the fracture zone in the high in-situ stress area. The displacement of the key points of the lining structure calculated by the elastic model and the Mohr-Coulomb model is quite different, and the displacement of the key points obtained by the elastic model is smaller than that obtained by the Moll-Coulomb model, and the displacement of the key point is less than that of the Mohr-Coulomb model. And it is about 50% of the value calculated by Moor-Coulomb model, and the fluctuation range of principal stress of arch top and arch waist is in the width of tunnel before the face of the palm passes through the plane zone-50 m) and 1.5 B after passing through. The fluctuation range of the principal stress of the wall foot is in the range of 1B before and 0.5B after the passage of the face of the wall, and the principal stress calculated by the elastoplastic lining is larger than that calculated by the elastic lining. The failure form and potential failure surface of tunnel lining in a broken zone crossing a high in-situ stress fault are revealed.
【作者单位】: 西南交通大学交通隧道工程教育部重点实验室 土木工程学院;
【分类号】:U451.4
【参考文献】
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【共引文献】
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本文编号:1551274
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