【摘要】：針對現(xiàn)有方法在上軟下硬巖質地層中淺埋大跨隧道松動壓力計算方面存在的問題,通過離散元數(shù)值模擬和正交試驗,分析了圍巖的松動破壞機制、風化層厚度和巖體中節(jié)理分布狀態(tài)對隧道松動區(qū)形狀和范圍的影響規(guī)律及敏感性。結果表明:影響松動區(qū)的主要因素依次為風化層厚度、隧道埋深、貫通傾斜節(jié)理的傾角和間距、風化層水平節(jié)理間距;松動區(qū)可分為拱形和塌穿形兩種類型,其邊界曲線分別可用拋物線和乘冪函數(shù)近似表示。針對塌穿形松動區(qū),通過回歸分析建立了地表松動寬度和拱頂松動土條水平長度的計算公式。按照應力傳遞原理,在松動區(qū)內以梯形微分巖土條為對象,通過分層積分,推導出可反映節(jié)理產(chǎn)狀和風化層厚度影響的淺埋大跨隧道圍巖松動壓力計算公式。工程實例計算表明,與現(xiàn)有方法相比,所提方法計算的松動壓力值最小。
[Abstract]:In view of the existing problems in the calculation of loose pressure of shallow buried and large span tunnel in the upper soft and hard rock stratum, the loose failure mechanism of the surrounding rock, the influence of the thickness of the weathered layer and the distribution state of the joint in the rock mass on the shape and range of the loose zone of the tunnel are analyzed. It is shown that the main factors affecting the loosening area are the thickness of weathering layer, the depth of the tunnel, the angle and spacing of the inclined joints, the horizontal joint space of the weathered layer, and the two types of the loose zone, which can be divided into the arches and the collapse forms, and the boundary curves can be represented by the parabola and the power function. A formula for calculating the horizontal loosening width of the ground surface and the horizontal length of the loose soil strip in the vault is established. According to the principle of stress transfer, the trapezoid differential rock and soil strip is taken as the object in the loose zone. The calculation formula for the loosening pressure of the surrounding rock of a shallow buried large span tunnel which can reflect the influence of the joints and the thickness of the weathering layer is derived. Compared with the existing methods, the calculated pressure of loosening is the smallest.
【作者單位】： 北京交通大學土木建筑工程學院;中鐵隧道勘測設計院有限公司;
【基金】：中央高校基本科研業(yè)務費專項經(jīng)費(No.2012YJS091)
【分類號】：U451

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本文編號：2164835