软岩铁路隧道支护受力及优化分析

发布时间：2021-06-24 06:18

　　以玉磨铁路曼么二号隧道为背景,分析软岩隧道受力特征,以及施作临时仰拱对隧道围岩压力、位移的影响,为以后的工程方案比选提供参考。通过采用数值模拟和现场监测实际数据对比分析的方法,分析了三维隧道围岩、钢拱架的真实受力状态,模拟了有无临时仰拱时隧道的围岩压力和位移变化情况;探讨在软弱围岩地质情况下,有无临时仰拱对隧道应力场和位移场的影响,得出了施作临时仰拱对控制软弱围岩隧道的变形效果比较明显。结果表明:钢拱架右侧受力明显大于左侧,玉磨铁路曼么二号隧道受力不对称,可能存在偏压现象;实测数据与模拟数值变化趋势基本相同,验证了MIDAS/GTS能够有效地模拟隧道施工过程;通过模拟对比分析,施作临时仰拱时拱顶沉降值减小了15.5%,左拱腰位移减小了69%,右拱腰位移减小了66.7%,隧道围岩压力最大值为143.4 kPa,出现在拱顶位置,最大围岩压力减小了6.5%。 

【文章来源】：科学技术与工程. 2020,20(15)北大核心

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

仪器测点布置

测点位移时程曲线

试验段围岩压力时程曲线如图4所示。上台阶开挖后中台阶开挖前,拱顶围岩压力在前3 d线性增长,第5天以后趋于平缓;左拱腰在前3 d增长速率快,此断面围岩压力最大值就出现在此观测点,明显大于右拱腰围岩压力,可能存在偏压现象。中台阶开挖到下台阶开挖前,拱顶围岩压力变化不大,左侧拱腰围岩压力值有减小的趋势,右侧拱腰则变化很小,左侧最大跨出围岩压力逐渐地增加,右侧最大跨围岩压力变化起伏,受中台阶开挖影响比较大,可能是由于开挖轮廓变大,围岩塑形区加大,导致围岩的松动。下台阶开挖后各测点的围岩压力都趋于平缓,此时可能形成自承拱,钢拱架也已闭合成环,围岩基本趋于稳定。在图3中右拱腰的位移发生了突变,位移明显增大;图4中右拱腰的围岩压力始终很小,出现此问题的原因很可能是右拱腰的压力盒安装或者是由于爆破,使压力盒松动,导致右拱腰的压力盒测出的围岩压力和实际不符合。各关键部位的围岩最终受力如图5所示。图5 围岩压力横断面分布

【参考文献】：
期刊论文
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[3]我国隧道及地下工程近两年的发展与展望[J]. 洪开荣.  隧道建设. 2017(02)
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[5]高地应力软岩隧道中型钢与格栅支护适应性现场对比试验研究[J]. 张德华,刘士海,任少强.  岩石力学与工程学报. 2014(11)
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博士论文
[1]隧道软弱围岩变形机制与控制技术研究[D]. 赵勇.北京交通大学 2012



本文编号：3246548