浅埋膨胀土隧道围岩抗剪强度与支护结构受力特征关系研究

作     者：陶伟明 李化云 张志强 郭永发 TAO Weiming;LI Huayun;ZHANG Zhiqiang;GUO Yongfa

作者机构：中铁二院工程集团有限责任公司成都610031 西南交通大学交通隧道工程教育部重点实验室成都610031 中铁二院昆明勘察设计研究院有限责任公司昆明650200 

基　　金：四川省科技计划项目(2019YFG0460) 中国中铁股份有限公司重点科技开发计划重大课题(重大-18-2011) 

出 版 物：《现代隧道技术》 (Modern Tunnelling Technology)

年 卷 期：2020年第57卷第1期

页      码：36-43,57页

摘      要：膨胀土吸水后产生的膨胀问题,导致隧道支护结构承受复杂的膨压应力。为研究浅埋膨胀土强度衰减和膨胀效应对隧道支护结构的影响,文章以呈贡隧道工程为背景,首先利用室内直剪试验方法,探明膨胀土的抗剪强度与初始含水量的变化关系;然后基于室内试验结果,采用ABAQUS三维有限元分析模拟软件,研究膨胀土吸水膨胀对隧道支护结构的影响,揭示不同埋深下膨胀土膨胀效应对围岩变形和支护结构内力影响规律。研究结果表明:(1)摩擦角和粘聚力均随含水量的增大而下降,粘聚力受到的影响较大,膨胀土抗剪强度与含水量的关系可采用二次抛物线表征;(2)膨胀土围岩吸水后受到支护结构约束,产生较大的膨胀压力,导致围岩出现破坏,造成隧道仰拱隆起量和边墙水平收敛增大;(3)围岩膨胀后,初期支护结构轴力均匀增加,拱腰处弯矩增加较小,墙脚处弯矩增加较大,使支护结构处于不安全状态;(4)埋深对膨胀变形产生很大的影响,但达到某一极限埋深后将不发生膨胀变形。

主 题 词：隧道工程 膨胀土 室内试验 数值模拟 支护结构内力 

学科分类：081406[081406] 08[工学] 0813[工学-化工与制药类] 0814[工学-地质类] 082301[082301] 0823[工学-农业工程类] 

核心收录：

D　O　I：10.13807/j.cnki.mtt.2020.01.005

馆 藏 号：203884925...