【摘要】：研究目的:強震區(qū)高巖溫隧道的結(jié)構(gòu)安全性及穩(wěn)定性是當前亟待研究和解決的熱點問題之一。為降低高巖溫隧道支護結(jié)構(gòu)的服役溫度并提高其震時安全性,本文以拉日鐵路吉沃希嘎隧道為研究背景,通過采用有限差分數(shù)值模擬技術(shù),對強震區(qū)高巖溫隧道的阻熱抗震技術(shù)進行研究。研究結(jié)論:(1)探明了隧道采用圍巖注漿的最佳阻熱方案,即注漿厚度為3 m、注漿區(qū)與初支的間距為0 m的接觸注漿;(2)探明了隧道采用圍巖注漿的最佳抗震方案,即注漿厚度為3 m、注漿區(qū)與初支的間距為0.5 m的間隔注漿;(3)從支護結(jié)構(gòu)的阻熱效果和抗震效果兩個方面綜合考慮,強震區(qū)高巖溫隧道建議采用圍巖注漿最佳抗震方案進行阻熱抗震設(shè)防設(shè)計;(4)該研究成果可為強震區(qū)高巖溫隧道阻熱抗震技術(shù)的發(fā)展提供借鑒。
【圖文】：

?高巖溫隧道支護結(jié)構(gòu)采用曲墻復(fù)合式襯砌，初支采用25cm厚的C25噴射混凝土，二襯采用45cm厚的C25模筑混凝土。2．2計算情況2．2．1計算模型以吉沃希嘎高巖溫隧道為研究背景，建立計算模型，本構(gòu)模型為彈塑性模型，計算模型采用摩爾－庫侖屈服準則。隧道縱向開挖深度為100m，，埋深200m，隧道底部圍巖厚35m，左右兩側(cè)寬度各取5倍隧道跨度約35m。計算模型的力學(xué)邊界為:上邊界無約束，下邊界和左右邊界為全約束;熱力學(xué)邊界條件為:上邊界溫度固定為30℃，下邊界溫度固定為60℃，隧道二襯外表面溫度設(shè)為28℃。計算模型如圖1所示。加固區(qū)間隔區(qū)圖1計算模型2．2．2計算參數(shù)以實際勘察資料為依據(jù)，高巖溫隧道計算參數(shù)如表1所示。表1計算模型參數(shù)參數(shù)項目重度/(kN/m)彈性模量/GPa泊松比內(nèi)摩擦角/(°)圍巖201．50．424初支22230．2二襯2529．50．2加固區(qū)2370．3528．82．2．3計算工況實際工程中常用注漿厚度為2～3m。因此，本文主要對注漿厚度為3m的方案進行阻熱抗震措施的優(yōu)眩計算工況如表2所示。表2計算工況工況注漿厚度/m注漿間隔/m工況100工況230工況330．5工況注漿厚度/m注漿間隔/m工況431工況531．5工況63284鐵道工程學(xué)報2017年9月

過模型底部向上部結(jié)構(gòu)傳遞。地震波選取汶川地震加速度波(臥龍測站)，按9度地震烈度標準化，時間間隔為0．05s，持續(xù)時間為40s。利用濾波軟件進行濾波和基線校正，處理后的地震波加速度時程曲線如圖2所示。加速度/（m·s-2）43210-1-2-30510152025303540時間/s（a）X方向加速度/（m·s-2）3210-1-2-30510152025303540時間/s（b）Y方向加速度/（m·s-2）3210-1-2-30510152025303540時間/s（c）Z方向圖2加速度時程曲線2．2．5測點布置選取計算模型的縱向中間截面處為監(jiān)測斷面，分別提取各工況二襯結(jié)構(gòu)的拱頂、左拱腰、左邊墻、左拱腳、右拱腰、右邊墻、右拱腳、仰拱等8個測點的溫度值、內(nèi)力值進行阻熱、抗震效果分析，測點布置如圖3所示。右邊墻左拱腰左拱腳拱頂右拱腳仰拱右拱腰左邊墻圖3測點布置3圍巖注漿阻熱效果比選不同工況支護結(jié)構(gòu)的斷面平均溫度和阻熱效果以工況1為比較對象進行最優(yōu)阻熱效果的優(yōu)選，計算結(jié)果如表3所示。表3各工況平均溫度和阻熱效果工況支護結(jié)構(gòu)斷面平均溫度/℃阻熱效果/%工況129．3工況228．72．04(↑)工況328．771．81(↑)工況428．781．77(↑)工況528．791．74(↑)工況628．81．71(↑)由表3可知，圍巖不注漿時的支護結(jié)構(gòu)斷面平均溫度為29．3℃，圍巖注漿后的最高平均溫度均低于29℃;注漿阻熱效果最好的為工況2，即厚度為3m的接觸注漿，與工況1相比，溫度降低了2．04%;與工況2相比，隨著圍巖注漿間隔的增加，工況3～工況6的阻熱效果基本呈現(xiàn)降低的趨勢，但溫度變化幅度都很校綜上，圍巖注漿可以對支護結(jié)構(gòu)起到明顯的阻熱效果;不同間隔的圍巖注漿

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本文編號：2559116