• ISSN 0258-2724
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开挖方法影响下的深埋隧道形变压力计算方法

王明年 王志龙 桂登斌 张霄 赵思光 童建军 刘大刚

王明年, 王志龙, 桂登斌, 张霄, 赵思光, 童建军, 刘大刚. 开挖方法影响下的深埋隧道形变压力计算方法[J]. 西南交通大学学报, 2021, 56(5): 1116-1124. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.20191124
引用本文: 王明年, 王志龙, 桂登斌, 张霄, 赵思光, 童建军, 刘大刚. 开挖方法影响下的深埋隧道形变压力计算方法[J]. 西南交通大学学报, 2021, 56(5): 1116-1124. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.20191124
WANG Mingnian, WANG Zhilong, GUI Dengbin, ZHANG Xiao, ZHAO Siguang, TONG Jianjun, LIU Dagang. Calculation Method of Deformation Load of Deep-Buried Tunnel under Influence of Excavation Method[J]. Journal of Southwest Jiaotong University, 2021, 56(5): 1116-1124. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.20191124
Citation: WANG Mingnian, WANG Zhilong, GUI Dengbin, ZHANG Xiao, ZHAO Siguang, TONG Jianjun, LIU Dagang. Calculation Method of Deformation Load of Deep-Buried Tunnel under Influence of Excavation Method[J]. Journal of Southwest Jiaotong University, 2021, 56(5): 1116-1124. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.20191124

开挖方法影响下的深埋隧道形变压力计算方法

doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.20191124
基金项目: 国家自然科学基金(51878567)
详细信息
    作者简介:

    王明年(1965—),男,教授,博士生导师,研究方向为隧道与地下工程,E-mail:wangmingnian@swjtu.edu.cn

  • 中图分类号: U455;U451.2

Calculation Method of Deformation Load of Deep-Buried Tunnel under Influence of Excavation Method

  • 摘要: 为了研究开挖方法对围岩形变压力的影响,采用理论分析、文献调研及现场测试方法明确了其对围岩形变压力的影响规律;根据相应变化规律,基于多元非线性回归方法,考虑围岩级别、隧道跨度及隧道开挖方法因素建立了围岩形变压力定量计算公式;对54座隧道的205个实测形变压力断面数据(108个大型机械化配套大断面开挖施工监测断面、97个常规分部开挖施工监测断面)进行分析.结果表明:采用大型机械化大断面开挖方法,隧道开挖后围岩稳定,所产生的围岩形变压力小;采用常规机械化分部法开挖方法,所产生的围岩形变压力大;围岩形变压力计算公式中开挖方法影响系数kc的取值范围为1.00~1.15,且围岩级别越大,kc取值越大,开挖方法对围岩所产生形变压力的影响越明显.

     

  • 图 1  塑性区发展演化规律

    Figure 1.  Development and evolution law of plastic zone

    图 2  塑性区随围岩力学参数及支护力的变化规律

    Figure 2.  Variation of plastic zone with mechanical parameters and supporting force of surrounding rock

    图 3  岩石全应力-应变曲线

    Figure 3.  Full stress-strain curve of rock

    图 4  不同阶段对应的裂纹情况

    Figure 4.  Cracks at different stages

    图 5  水对围岩稳定性影响

    Figure 5.  Influence of water on stability of surrounding rock

    图 6  隧道全工序机械化配图

    Figure 6.  Mechanized layout of the whole process of tunnel

    图 7  月进度增量百分比区间所含工区数量百分比

    Figure 7.  Quantity percentage of works areas in incremental percentage interval of monthly progress

    图 8  深埋隧道形变压力计算图示

    Figure 8.  Calculation diagram of deformation load of deep buried tunnel

    图 9  形变压力变化曲线

    Figure 9.  Curves of deformation load

    表  1  各级围岩的综合月进度建议取值(双线隧道)

    Table  1.   Recommended value of comprehensive monthly progress m

    开挖方法围岩级别
    Ⅱ级Ⅲ级Ⅳ级Ⅴ级
    常规机械化140~200100~13055~8035~50
    大型机械化1501388255
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    表  2  不同年份的形变压力样本数及平均值

    Table  2.   Sample number and mean deformation load under different time

    年份/年形变压力样本数/个形变压力平均值/kPa年份/年形变压力样本数/个形变压力平均值/kPa
    2001141232010 35 129
    200200201100
    200300201200
    2004 00201335150
    200520 1962014 40 99
    2006 14205201595 127
    2007 60 1162016 0 0
    2008 0 02017 0 0
    2009年 38 204201813549
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    表  3  不同围岩等级下的kc

    Table  3.   kc under different surrounding rock grades

    施工水平Ⅲ级Ⅳ级Ⅴ级
    大型机械化大断面开挖施工1.001.001.00
    常规机械化分部开挖施工1.001.101.15
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出版历程
  • 收稿日期:  2019-11-26
  • 修回日期:  2020-09-23
  • 网络出版日期:  2020-09-23
  • 刊出日期:  2021-10-15

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