考虑主应力偏转的土体浅埋隧道支护压力研究

发布时间：2017-08-29 16:04

  本文关键词：考虑主应力偏转的土体浅埋隧道支护压力研究

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【摘要】：传统方法计算浅埋隧道支护压力时,未考虑上覆土体主应力偏转过程,与实际情况不符且计算结果不准确。为真实分析和计算浅埋隧道支护压力,以砂土为研究对象,首先概括浅埋隧道围岩破坏模式,在此基础上分析隧道上覆土体主应力偏转过程和应力状态,得到水平微分土层平均竖向压力与侧向压力和层间平均剪切力的定量关系,进而建立水平微分土层受力平衡方程求解上覆土体竖向压力。最后以隧道侧面滑移土体为对象,通过受力平衡方程求解获得支护压力表达式。新方法考虑了上覆土体主应力真实偏转过程,较传统方法更符合实际,研究结果表明:距离隧道顶部中心线越远,水平正应力与大主应力比值越小;随着土体内摩擦角的增大,竖直正应力与大主应力比值呈现先减小后增大的规律。与模型试验结果对比表明:当隧道埋深较浅时,新方法计算所得支护压力与模型试验结果高度吻合,优于不考虑主应力偏转方法计算结果和半经验性的Terzaghi方法计算结果,从而验证了该方法的有效性,可为浅埋隧道支护设计提供一定理论依据。
【作者单位】： 中国地质大学(武汉)工程学院;
【关键词】： 浅埋隧道 土压力 主应力偏转 极限平衡法 破坏过程
【基金】：国家重点基础研究发展计划(“9 7 3”计划)项目(2011CB710606) 国家自然科学基金重点项目(41230637)
【分类号】：U455.7
【正文快照】： 0引言隧道开挖后,土体中形成一个自由变形空间,引起土体应力重分布和变形,并对支护衬砌产生压力。围岩压力和变形计算是隧道支护设计和施工的依据,一直以来受到学者和工程人员的广泛关注[1-3]。对于深埋隧道,由于上覆土体较厚,故可假设周围土体为半无限体,通过弹塑性理论计算

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本文编号：754164