動態(tài)原位監(jiān)測技術在順層巖體隧道的應用——以六漢隧道工程為例
發(fā)布時間:2021-07-03 09:17
為明確六漢隧道淺埋順層巖體開挖后圍巖應力變化規(guī)律及特征;贔LAC3D數(shù)值模擬分析順層圍巖隧道變形特性,對巖層節(jié)理面處偏壓應力及二襯結構變形特征進行了施工期動態(tài)原位監(jiān)測。結果表明:淺埋順層巖體地形隧道開挖致使巖層節(jié)理面兩側局部應力不均衡,出現(xiàn)較大偏壓應力和剪切應力;基于近9個月的監(jiān)測點數(shù)據(jù)顯示開挖20~30 m與80~90 m后,隧道初支與圍巖接觸應力變化明顯,前者應力變化速率達到峰值,而后者開始趨于穩(wěn)定;二襯混凝土結構應變隨時間變化的響應規(guī)律表明初支結構承受圍巖變形大部分有效荷載,二襯分擔圍巖變形傳遞的局部不均衡應力。其現(xiàn)場監(jiān)測結果為今后該類型隧道設計與支護荷載的計算奠定了理論基礎。
【文章來源】:科學技術與工程. 2020,20(25)北大核心
【文章頁數(shù)】:6 頁
【部分圖文】:
六漢隧道地形結構簡圖
數(shù)值模擬結果如圖2所示,可知開挖隧道在順層巖體節(jié)理面處出現(xiàn)不均衡的應力,節(jié)理面處主應力高于其他位置的應力且達到最大值,在該點附近出現(xiàn)了應力集中現(xiàn)象,拱頂處應力相對拱腰處較小;而在巖層節(jié)理面處兩側剪切應力相差也達到最大值。主要表現(xiàn)為應力重分布與局部的應力集中,主應力在隧道臨空面附近發(fā)生明顯變化,且在隧道圍巖節(jié)理面上下面處,存在較大偏壓力及剪切應力。由此可見,淺埋順層地形條件下隧道的開挖擾動導致巖層節(jié)理面兩側巖層局部應力不均勻變化,形成新的滑動面,出現(xiàn)較大偏壓應力,可能會出現(xiàn)以隧道巖層節(jié)理面處發(fā)生變形破壞。3 隧道結構動態(tài)原位監(jiān)測
基于六漢隧道簡化模型數(shù)值分析和工程實踐理論分析基礎上,由于隧道順層巖體隧道結構受不均衡地形偏壓荷載,對圍巖的穩(wěn)定性與隧道結構安全性有較大的影響,隧道結構施作后,為及時掌握隧道開挖過程隧道結構的應力、應變的變化規(guī)律,選取六漢隧道進口段K82+710、K82+730、K82+750、K82+770、K82+790及K82+810與出口段K83+260、K83+240、K83+220、K83+200及K83+180里程點的隧道拱腰巖層節(jié)理面處布置監(jiān)測,如圖3所示。3.2 初支與圍巖間接觸應力監(jiān)測
【參考文獻】:
期刊論文
[1]淺埋偏壓隧道襯砌結構開裂機理及損傷失效分析[J]. 張慶海,金能龍,張勝,谷淡平. 公路. 2019(10)
[2]偏壓隧道開挖方法和監(jiān)測數(shù)據(jù)分析——以回頭溝隧道為例[J]. 代樹林,萬怡禎. 科學技術與工程. 2019(27)
[3]淺埋偏壓小凈距隧道加速度響應規(guī)律試驗與數(shù)值模擬研究[J]. 王飛飛,江學良,楊慧,連鵬遠,牛家永. 振動與沖擊. 2017(17)
[4]偏壓隧道模型振動臺試驗與數(shù)值模擬研究[J]. 陳江,江學良,祝中林,連鵬遠. 振動工程學報. 2017(04)
[5]隧道工程大變形研究現(xiàn)狀、問題與對策及新型支護體系應用介紹[J]. 李術才,徐飛,李利平,王渭明,張偉,張乾青,石少帥. 巖石力學與工程學報. 2016(07)
[6]基于ANSYS的偏壓隧道CRD法開挖順序數(shù)值分析[J]. 徐燕,陳振邦,黃耀龍,李昊. 路基工程. 2016(01)
[7]淺埋偏壓隧道圍巖壓力上限法解析解[J]. 邱業(yè)建,彭立敏,雷明鋒. 土木工程學報. 2015(06)
[8]中國隧道工程學術研究綜述·2015[J]. 馬建,孫守增,趙文義,王磊,馬勇,劉輝,張偉偉,陳紅燕,陳磊,魏雅雯,葉飛. 中國公路學報. 2015(05)
[9]基于Python的ABAQUS二次開發(fā)及其在淺埋偏壓隧道分析中的應用[J]. 王輝,李廷春,王清標,戰(zhàn)玉寶. 現(xiàn)代隧道技術. 2015(02)
[10]地質雷達探測偏壓隧道圍巖松動圈的研究與應用[J]. 郭亮,李俊才,張志鋮,成守金. 巖石力學與工程學報. 2011(S1)
碩士論文
[1]公路隧道事故災害與緊急救援策略研究[D]. 滕彩霞.長安大學 2011
本文編號:3262300
【文章來源】:科學技術與工程. 2020,20(25)北大核心
【文章頁數(shù)】:6 頁
【部分圖文】:
六漢隧道地形結構簡圖
數(shù)值模擬結果如圖2所示,可知開挖隧道在順層巖體節(jié)理面處出現(xiàn)不均衡的應力,節(jié)理面處主應力高于其他位置的應力且達到最大值,在該點附近出現(xiàn)了應力集中現(xiàn)象,拱頂處應力相對拱腰處較小;而在巖層節(jié)理面處兩側剪切應力相差也達到最大值。主要表現(xiàn)為應力重分布與局部的應力集中,主應力在隧道臨空面附近發(fā)生明顯變化,且在隧道圍巖節(jié)理面上下面處,存在較大偏壓力及剪切應力。由此可見,淺埋順層地形條件下隧道的開挖擾動導致巖層節(jié)理面兩側巖層局部應力不均勻變化,形成新的滑動面,出現(xiàn)較大偏壓應力,可能會出現(xiàn)以隧道巖層節(jié)理面處發(fā)生變形破壞。3 隧道結構動態(tài)原位監(jiān)測
基于六漢隧道簡化模型數(shù)值分析和工程實踐理論分析基礎上,由于隧道順層巖體隧道結構受不均衡地形偏壓荷載,對圍巖的穩(wěn)定性與隧道結構安全性有較大的影響,隧道結構施作后,為及時掌握隧道開挖過程隧道結構的應力、應變的變化規(guī)律,選取六漢隧道進口段K82+710、K82+730、K82+750、K82+770、K82+790及K82+810與出口段K83+260、K83+240、K83+220、K83+200及K83+180里程點的隧道拱腰巖層節(jié)理面處布置監(jiān)測,如圖3所示。3.2 初支與圍巖間接觸應力監(jiān)測
【參考文獻】:
期刊論文
[1]淺埋偏壓隧道襯砌結構開裂機理及損傷失效分析[J]. 張慶海,金能龍,張勝,谷淡平. 公路. 2019(10)
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[3]淺埋偏壓小凈距隧道加速度響應規(guī)律試驗與數(shù)值模擬研究[J]. 王飛飛,江學良,楊慧,連鵬遠,牛家永. 振動與沖擊. 2017(17)
[4]偏壓隧道模型振動臺試驗與數(shù)值模擬研究[J]. 陳江,江學良,祝中林,連鵬遠. 振動工程學報. 2017(04)
[5]隧道工程大變形研究現(xiàn)狀、問題與對策及新型支護體系應用介紹[J]. 李術才,徐飛,李利平,王渭明,張偉,張乾青,石少帥. 巖石力學與工程學報. 2016(07)
[6]基于ANSYS的偏壓隧道CRD法開挖順序數(shù)值分析[J]. 徐燕,陳振邦,黃耀龍,李昊. 路基工程. 2016(01)
[7]淺埋偏壓隧道圍巖壓力上限法解析解[J]. 邱業(yè)建,彭立敏,雷明鋒. 土木工程學報. 2015(06)
[8]中國隧道工程學術研究綜述·2015[J]. 馬建,孫守增,趙文義,王磊,馬勇,劉輝,張偉偉,陳紅燕,陳磊,魏雅雯,葉飛. 中國公路學報. 2015(05)
[9]基于Python的ABAQUS二次開發(fā)及其在淺埋偏壓隧道分析中的應用[J]. 王輝,李廷春,王清標,戰(zhàn)玉寶. 現(xiàn)代隧道技術. 2015(02)
[10]地質雷達探測偏壓隧道圍巖松動圈的研究與應用[J]. 郭亮,李俊才,張志鋮,成守金. 巖石力學與工程學報. 2011(S1)
碩士論文
[1]公路隧道事故災害與緊急救援策略研究[D]. 滕彩霞.長安大學 2011
本文編號:3262300
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