隧道压力拱动态演变机制及规律分析

论文摘要

隧道开挖后形成的压力拱是随着围岩的渐进性破坏而动态发展的。以毛洞情况下隧道的最终状态为依据将动态压力拱分为稳定无塌落拱、稳定有塌落拱和不稳定无塌落拱三类,将围岩压力拱的动态发展分为原始应力状态、雏形压力拱状态、初始压力拱状态、塌落压力拱状态4个典型的时间段,从而对动态压力拱理论进行了完善。对初始压力拱和塌落压力拱的拱体厚度进行了理论推导,从理论上揭示了围岩压力拱动态发展的影响因素。通过实例计算得到了隧道埋深、侧向土压力系数与初始压力拱拱体厚度的关系以及塌落压力拱随塌落高度发展的动态演化规律。结果表明:初始压力拱拱体厚度与侧压力系数呈线性负相关,与隧道埋深呈正相关;侧压力系数对初始压力拱拱体厚度的影响随隧道埋深的增加而增大;随着塌落高度的增加,围岩压力拱范围先增大后逐渐趋于稳定,而拱体厚度则先增大后减小;若塌方在拱体厚度达到最大时仍无法稳定,则最终会发展为塌穿型塌方。

论文目录

• 0 引言
• 1 动态压力拱的分类及演变机制分析
• 2 基本假定
• 3 压力拱拱体厚度公式推导
•   3.1 初始压力拱拱体厚度公式推导
•     3.1.1 初始压力拱承受的荷载
•     3.1.2 初始压力拱的承载能力
•     3.1.3 初始压力拱拱体厚度的确定
•   3.2 塌落压力拱拱体厚度公式推导
• 4 实例计算分析
•   4.1 参数选取
•   4.2 初始压力拱拱体厚度的计算分析
•     4.2.1 初始压力拱拱体厚度与隧道埋深的关系
•     4.2.2 初始压力拱拱体厚度与侧向土压力系数的关系
•   4.3 压力拱动态演化规律分析
•     4.3.1 压力拱范围的动态变化
•     4.3.2 压力拱拱体厚度的动态变化
• 5 结语

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 叶飞,韩鑫,刘燕鹏,唐勇三,林剑飞

关键词: 隧道工程,动态压力拱,演变机制,拱体厚度,理论分析

来源: 地下空间与工程学报 2019年01期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅱ辑

专业: 公路与水路运输

单位: 长安大学公路学院,中交第一公路勘察设计研究院有限公司,福建省高速公路建设总指挥部

基金: 国家自然科学基金(51478044,51678062)

分类号: U451

页码: 158-166

总页数: 9

文件大小: 2937K

下载量: 367