动态原位监测技术在顺层岩体隧道的应用——以六汉隧道工程为例
发布时间：2021-07-03 09:17
为明确六汉隧道浅埋顺层岩体开挖后围岩应力变化规律及特征。基于FLAC3D数值模拟分析顺层围岩隧道变形特性,对岩层节理面处偏压应力及二衬结构变形特征进行了施工期动态原位监测。结果表明:浅埋顺层岩体地形隧道开挖致使岩层节理面两侧局部应力不均衡,出现较大偏压应力和剪切应力;基于近9个月的监测点数据显示开挖20～30 m与80～90 m后,隧道初支与围岩接触应力变化明显,前者应力变化速率达到峰值,而后者开始趋于稳定;二衬混凝土结构应变随时间变化的响应规律表明初支结构承受围岩变形大部分有效荷载,二衬分担围岩变形传递的局部不均衡应力。其现场监测结果为今后该类型隧道设计与支护荷载的计算奠定了理论基础。
【文章来源】：科学技术与工程. 2020,20(25)北大核心
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
六汉隧道地形结构简图
数值模拟结果如图2所示,可知开挖隧道在顺层岩体节理面处出现不均衡的应力,节理面处主应力高于其他位置的应力且达到最大值,在该点附近出现了应力集中现象,拱顶处应力相对拱腰处较小;而在岩层节理面处两侧剪切应力相差也达到最大值。主要表现为应力重分布与局部的应力集中,主应力在隧道临空面附近发生明显变化,且在隧道围岩节理面上下面处,存在较大偏压力及剪切应力。由此可见,浅埋顺层地形条件下隧道的开挖扰动导致岩层节理面两侧岩层局部应力不均匀变化,形成新的滑动面,出现较大偏压应力,可能会出现以隧道岩层节理面处发生变形破坏。3 隧道结构动态原位监测
基于六汉隧道简化模型数值分析和工程实践理论分析基础上,由于隧道顺层岩体隧道结构受不均衡地形偏压荷载,对围岩的稳定性与隧道结构安全性有较大的影响,隧道结构施作后,为及时掌握隧道开挖过程隧道结构的应力、应变的变化规律,选取六汉隧道进口段K82+710、K82+730、K82+750、K82+770、K82+790及K82+810与出口段K83+260、K83+240、K83+220、K83+200及K83+180里程点的隧道拱腰岩层节理面处布置监测,如图3所示。3.2 初支与围岩间接触应力监测
【参考文献】：
期刊论文
[1]浅埋偏压隧道衬砌结构开裂机理及损伤失效分析[J]. 张庆海,金能龙,张胜,谷淡平. 公路. 2019(10)
[2]偏压隧道开挖方法和监测数据分析——以回头沟隧道为例[J]. 代树林,万怡祯. 科学技术与工程. 2019(27)
[3]浅埋偏压小净距隧道加速度响应规律试验与数值模拟研究[J]. 王飞飞,江学良,杨慧,连鹏远,牛家永. 振动与冲击. 2017(17)
[4]偏压隧道模型振动台试验与数值模拟研究[J]. 陈江,江学良,祝中林,连鹏远. 振动工程学报. 2017(04)
[5]隧道工程大变形研究现状、问题与对策及新型支护体系应用介绍[J]. 李术才,徐飞,李利平,王渭明,张伟,张乾青,石少帅. 岩石力学与工程学报. 2016(07)
[6]基于ANSYS的偏压隧道CRD法开挖顺序数值分析[J]. 徐燕,陈振邦,黄耀龙,李昊. 路基工程. 2016(01)
[7]浅埋偏压隧道围岩压力上限法解析解[J]. 邱业建,彭立敏,雷明锋. 土木工程学报. 2015(06)
[8]中国隧道工程学术研究综述·2015[J]. 马建,孙守增,赵文义,王磊,马勇,刘辉,张伟伟,陈红燕,陈磊,魏雅雯,叶飞. 中国公路学报. 2015(05)
[9]基于Python的ABAQUS二次开发及其在浅埋偏压隧道分析中的应用[J]. 王辉,李廷春,王清标,战玉宝. 现代隧道技术. 2015(02)
[10]地质雷达探测偏压隧道围岩松动圈的研究与应用[J]. 郭亮,李俊才,张志铖,成守金. 岩石力学与工程学报. 2011(S1)
硕士论文
[1]公路隧道事故灾害与紧急救援策略研究[D]. 滕彩霞.长安大学 2011
本文编号：3262300
【文章来源】：科学技术与工程. 2020,20(25)北大核心
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
六汉隧道地形结构简图
数值模拟结果如图2所示,可知开挖隧道在顺层岩体节理面处出现不均衡的应力,节理面处主应力高于其他位置的应力且达到最大值,在该点附近出现了应力集中现象,拱顶处应力相对拱腰处较小;而在岩层节理面处两侧剪切应力相差也达到最大值。主要表现为应力重分布与局部的应力集中,主应力在隧道临空面附近发生明显变化,且在隧道围岩节理面上下面处,存在较大偏压力及剪切应力。由此可见,浅埋顺层地形条件下隧道的开挖扰动导致岩层节理面两侧岩层局部应力不均匀变化,形成新的滑动面,出现较大偏压应力,可能会出现以隧道岩层节理面处发生变形破坏。3 隧道结构动态原位监测
基于六汉隧道简化模型数值分析和工程实践理论分析基础上,由于隧道顺层岩体隧道结构受不均衡地形偏压荷载,对围岩的稳定性与隧道结构安全性有较大的影响,隧道结构施作后,为及时掌握隧道开挖过程隧道结构的应力、应变的变化规律,选取六汉隧道进口段K82+710、K82+730、K82+750、K82+770、K82+790及K82+810与出口段K83+260、K83+240、K83+220、K83+200及K83+180里程点的隧道拱腰岩层节理面处布置监测,如图3所示。3.2 初支与围岩间接触应力监测
【参考文献】：
期刊论文
[1]浅埋偏压隧道衬砌结构开裂机理及损伤失效分析[J]. 张庆海,金能龙,张胜,谷淡平. 公路. 2019(10)
[2]偏压隧道开挖方法和监测数据分析——以回头沟隧道为例[J]. 代树林,万怡祯. 科学技术与工程. 2019(27)
[3]浅埋偏压小净距隧道加速度响应规律试验与数值模拟研究[J]. 王飞飞,江学良,杨慧,连鹏远,牛家永. 振动与冲击. 2017(17)
[4]偏压隧道模型振动台试验与数值模拟研究[J]. 陈江,江学良,祝中林,连鹏远. 振动工程学报. 2017(04)
[5]隧道工程大变形研究现状、问题与对策及新型支护体系应用介绍[J]. 李术才,徐飞,李利平,王渭明,张伟,张乾青,石少帅. 岩石力学与工程学报. 2016(07)
[6]基于ANSYS的偏压隧道CRD法开挖顺序数值分析[J]. 徐燕,陈振邦,黄耀龙,李昊. 路基工程. 2016(01)
[7]浅埋偏压隧道围岩压力上限法解析解[J]. 邱业建,彭立敏,雷明锋. 土木工程学报. 2015(06)
[8]中国隧道工程学术研究综述·2015[J]. 马建,孙守增,赵文义,王磊,马勇,刘辉,张伟伟,陈红燕,陈磊,魏雅雯,叶飞. 中国公路学报. 2015(05)
[9]基于Python的ABAQUS二次开发及其在浅埋偏压隧道分析中的应用[J]. 王辉,李廷春,王清标,战玉宝. 现代隧道技术. 2015(02)
[10]地质雷达探测偏压隧道围岩松动圈的研究与应用[J]. 郭亮,李俊才,张志铖,成守金. 岩石力学与工程学报. 2011(S1)
硕士论文
[1]公路隧道事故灾害与紧急救援策略研究[D]. 滕彩霞.长安大学 2011
本文编号：3262300
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