考虑黄土结构性的浅埋隧道松动压力极限分析

作     者：靳正付 付大喜 杨明辉 胡珍宝 JIN Zheng-fu;FU Da-xi;YANG Ming-hui;HU Zhen-bao

作者机构：河南省新融高速公路建设有限公司河南洛阳471027 北京交通大学土木建筑工程学院北京100044 河南省交通规划设计研究院股份有限公司河南郑州450015 湖南大学土木工程学院湖南长沙410082 

基　　金：国家自然科学基金项目(51278184) 河南省交通科技计划项目(2019J-2-12,2021J7) 

出 版 物：《公路交通科技》 (Journal of Highway and Transportation Research and Development)

年 卷 期：2022年第39卷第11期

页      码：124-131页

摘      要：隧道围岩松动压力值是隧道设计计算的重要参数之一,而黄土区浅埋隧道的围岩松动压力计算必须考虑黄土强度的结构性特点。首先针对现有描述强度参数和结构性参数的方法存在的问题,引入结构性发挥度的概念,对黄土强度描述方法进行了改进。根据黄土区浅埋隧道的工程特点,构建出浅埋黄土隧道的破坏模式。在此基础上,引入考虑黄土结构性发挥度的强度,基于改进的摩尔-库伦准则和极限分析上限法,导出了浅埋黄土隧道上覆松动围岩压力计算公式,并通过Matlab算法求得了最优上限解。将计算值与现场试验值进行了对比。分析了相关参数对隧道松动支护压力和破坏模式的影响规律。黄土在不同含水量和围压下的应力应变关系表明:黄土的抗剪强度指标黏聚力和结构性发挥度之间近似呈线性关系,而内摩擦角基本不随结构性发挥度的变化而变化。对比分析结果表明:浅埋隧道围岩松动压力受黄土的结构性发挥度影响明显,其随结构性发挥度的增大而减小;该值随着隧道埋深和围岩重度的增加而线性增长,但随着侧压力系数的增加,松动围岩压力呈非线性减小的趋势,且减小趋势先快后慢,这说明前期侧压力系数的变化对支护压力影响更大;计算值与实测值吻合良好,验证了该方法的可行性。

主 题 词：隧道工程 浅埋隧道 室内试验 松动压力 黄土结构性 极限分析 

学科分类：081406[081406] 08[工学] 0814[工学-地质类] 082301[082301] 0823[工学-农业工程类] 

核心收录：

D　O　I：10.3969/j.issn.1002-0268.2022.11.016

馆 藏 号：203116217...