复合式衬砌隧道总安全系数设计法修正与应用研究

论文摘要

为评价复合式衬砌这一整体结构的安全性,对以往所建立的复合式衬砌隧道总安全系数设计法的不合理之处进行修正,并再次分析不同铁路隧道的安全性,同时与挪威Q法支护参数进行对比,最后结合案例说明该方法在断面形式比选方面的应用。结果表明:1)所建立的总安全系数设计法可以为初期支护和复合式衬砌的支护构件选择、量化设计和整体优化设计提供一定的理论基础。2)采用总安全系数设计法对不同铁路隧道安全系数计算的结果与现场实际施工情况、既有隧道病害情况基本相符。3)挪威Q法提出的支护参数如果用于我国时速350 km的高速铁路双线隧道,Ⅲ、Ⅳ级围岩总安全系数满足要求且较为经济,但Ⅴ级围岩安全系数偏低;采用耐久性锚杆有利于充分发挥锚杆-围岩承载拱的支护作用,从而可以减少喷层和二次衬砌的强度,提高经济性。4)总安全系数设计法可以用于隧道断面形式与支护参数的精细比选。

论文目录

• 0 引言
• 1 修正后的总安全系数设计法
•   1.1 围岩压力表征值的计算
•     1.1.1 采用围岩压力表征值作为设计荷载的必要性
•     1.1.2 建议采用的深埋隧道围岩压力表征值计算方法
•       1.1.2.1 当埋深 （H） 不小于10～15倍洞径 （D） 时
•       1.1.2.2 当埋深小于10～15倍洞径时
•       1.1.2.3 深埋短区段软弱围岩的压力修正
•   1.2 复合式衬砌的荷载结构模型
•     1.2.1 初期支护方案
•     1.2.2 模型1 （喷层的荷载结构模型）
•     1.2.3 模型2 （锚杆-围岩承载拱计算模型）
•     1.2.4 模型3 （锚杆的计算模型）
•       1.2.4.1 采用喷锚组合支护时锚杆的计算模型
•       1.2.4.2 采用以锚为主支护时锚杆的计算模型
•     1.2.5 模型4 （二次衬砌的计算模型）
•     1.2.6 不同支护方案计算模型的选择
•   1.3 复合式衬砌总安全系数计算方法与取值
•     1.3.1 复合式衬砌总安全系数计算方法
•     1.3.2 总安全系数取值
•     1.3.3 喷层-二次衬砌复合结构的分析
•       1.3.3.1 破坏阶段喷层-二次衬砌复合结构的承载能力分析模型
•       1.3.3.2 复合结构破坏次序对承载力的影响
• 2 既有隧道的安全性计算分析
•   2.1 时速350 km高速铁路双线隧道通用参考图的安全性分析
•   2.2 时速140 km单线电气化铁路隧道标准图的安全性分析
• 3 与挪威Q法的支护参数对比
• 4 总安全系数法在隧道断面形式比选中的应用
•   4.1 隧道断面形式与支护参数方案
•   4.2 安全系数计算结果
•   4.3 喷层-二次衬砌复合结构的承载力分析
• 5 结论与建议

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 肖明清,徐晨

关键词: 复合式衬砌,总安全系数法,设计方法,荷载结构模型,隧道断面比选

来源: 隧道建设(中英文) 2019年03期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅱ辑

专业: 公路与水路运输

单位: 中铁第四勘察设计院集团有限公司

分类号: U455.91

页码: 421-429

总页数: 9

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