即將開工建設(shè)的川藏鐵路雅安至昌都段,隧道穿越地層多以陡傾（立）變質(zhì)層狀板巖為主,埋深大都在千米左右,地應(yīng)力高或極高,其建設(shè)面臨著很嚴重的大變形問題,給設(shè)計階段初期帶來極大挑戰(zhàn)。針對以上工程背景,基于層狀圍巖的變形特征,對高地應(yīng)力陡傾板巖隧道的合理洞型選擇展開研究。首先通過解析計算分析圓形洞室層狀圍巖的變形特征,并進一步采用離散元數(shù)值模擬計算分析馬蹄形洞室的變形特征,經(jīng)相互對比驗證數(shù)值計算的可行性和合理性,在此基礎(chǔ)上,對比研究高地應(yīng)力陡傾板巖地層單洞雙線隧道、雙洞單線隧道選擇對控制變形的優(yōu)越性,最后在選定的雙洞單線隧道洞型基礎(chǔ)上進行優(yōu)化選擇。研究結(jié)果表明:與巖層傾角垂直處圍巖以結(jié)構(gòu)變形為主,結(jié)構(gòu)面張開變形與薄層結(jié)構(gòu)的彎曲變形為變形的主要來源,且垂直結(jié)構(gòu)面方向圍巖變形程度與影響范圍均大于其他方向;從控制隧道變形及開挖影響范圍考慮,在高地應(yīng)力陡傾（立）板巖地層采用雙洞單線隧道更為合理;在高地應(yīng)力陡傾（立）板巖地層中,單線隧道高跨比為1.02～1.06時,變形控制最好,而圓形隧道由于開挖面積的增大并非為最優(yōu)斷面。 

【文章來源】：中國公路學(xué)報. 2020,33(09)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：10 頁

【部分圖文】：

圓形隧洞開挖彈性圍巖應(yīng)力分布

此時σr，σθ皆為主應(yīng)力，徑向和切向平面為主平面，在開挖邊界r=R0處，切向應(yīng)力為垂直地應(yīng)力的2倍，徑向應(yīng)力為0。取開挖邊界處微單元R0dθ進行分析（圖2），此時靠近隧道一側(cè)徑向無應(yīng)力，環(huán)向應(yīng)力較大而徑向應(yīng)力較小，此時變形以材料變形為主，相同地應(yīng)力情況下不同材料的彈性模量E和泊松比ν將會產(chǎn)生不同的變形。側(cè)壓力系數(shù)增大時，應(yīng)力狀態(tài)不再與θ無關(guān)，而是隨著θ的變化而變化。當(dāng)側(cè)壓力系數(shù)λ為1.5時，徑向應(yīng)力與切向應(yīng)力分布情況如圖3所示。

(1）θ=0°時，σθ最大值由2P0減小為1.5P0，σr增長較快，較之前變?yōu)榈蛧鷫焊叽瓜驊?yīng)力狀態(tài)，即圖2中σθ減小dσr增大。(2）θ=90°時，σθ最大值由2P0增大為3.5P0，減小的趨勢變緩，σr增速增加，終值不變，此時較之前圍壓變大且徑向壓力增大，即圖2中σθ增大dσr增大。

【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號：3284852