›› 2009, Vol. 30 ›› Issue (S1): 148-154.

• 岩土工程研究 • 上一篇    下一篇

岩质隧洞支护结构设计计算方法探索

杨 臻1,郑颖人2,张 红1,王谦源1,肖安保3   

  1. 1. 青岛理工大学 理学院,青岛 266033;2. 后勤工程学院 重庆市地质灾害防治工程技术研究中心,重庆 400041; 3. 中国建筑第五工程局,长沙 410004
  • 收稿日期:2009-05-12 出版日期:2009-08-10 发布日期:2011-03-16
  • 作者简介:杨臻,男,1983年生,硕士,主要从事地下隧洞的稳定性研究。
  • 基金资助:

    青岛市科技计划项目(No.08-1-3-48-jch)。

Explorating computational method of designing the supporting structure of rock tunnel

YANG Zhen1, ZHENG Ying-ren2, ZHANG Hong1, WANG Qian-yuan1, XIAO An-bao3   

  1. 1. School of Sciences, Qingdao Technological University, Qingdao 266033, China; 2. Chongqing Geological Hazard Control Engineering Technology Research Center, Logistical Engineering University of PLA, Chongqing 400041, China; 3. China Construction Fifth Engineering Bureau, Changsha 410004, China
  • Received:2009-05-12 Online:2009-08-10 Published:2011-03-16

摘要:

依靠模型试验与力学计算,分析了隧洞破坏机制与型式,提出将基于有限元强度折减法求出的围岩安全系数作为稳定分析判据。现有各种围岩分类中都有一些标志围岩稳定性的标志性说明,在前人基础上,提出了各级岩体的稳定性标志,尤其提出了一种新的定量标志,即将隧洞在无衬砌情况下的围岩安全系数作为隧洞稳定性定量标志。由此,在给出的相应稳定安全系数基础上反算出各级岩体的强度参数,以提高强度参数的准确性。提出了岩质隧洞的设计计算方法,采用有限元强度折减法计算围岩安全系数,采用有限元法计算衬砌安全系数,并对青岛市某地下工程进行数值模拟,分别计算了围岩和衬砌的安全系数。初步建议岩体隧洞的设计标准:初期支护后,围岩安全系数不小于1.15~1.2,初衬的安全系数不小于1.3;二次支护后围岩安全系数高于1.25,衬砌的安全系数大于2.0~2.4,以确保隧洞在施工和运行过程中的安全。

关键词: 隧洞, 围岩稳定性, 强度参数, 安全系数, 衬砌支护结构, 初期支护, 二次支护

Abstract:

Based on model tests and mechanical calculation, destruction mechanisms and forms of tunnel are analyzed. Taking safety factors calculated by strength reduction finite element method as the stability criterion is put forward. The stability marks of all kinds of rock masses are put forward in all kinds of surrounding rock classifications. Based on the above, the stability marks of all kinds of rock masses, especially one kind of new quantitative symbol, which is using safety factors of rock masses in non-lined situation as quantitative symbol is proposed. Based on the given corresponding safety factors, the strength parameters of rock masses for improving the accuracy of the strength parameters are deduced. The computational methods of designing rock tunnel, calculating safety factor of rock masses and lining work by strength reduction FEM and FEM respectively are proposed. In addition, the numerical calculation to one Qingdao underground work is carried on, and the safety factors of rock masses and lining work are calculated respectively. The initial standards of designing rock tunnel is that after initial lining, the safety factor of the rock masses is not less than 1.15 to 1.2, and the safety factor of initial lining is not less than 1.3; the safety factor of the rock masses is greater than 1.25 and the safty factor of lining is greater than 2.0 to 2.4 after the second lining, which ensure the tunnel security during construction and operation

Key words: tunnel, stability of surrounding rock, strength parameter, safety factor, lining support structure, initial lining, secondary lining

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[1] 张海娜, 陈从新, 郑 允, 孙朝燚, 张亚鹏, 刘秀敏, . 坡顶荷载作用下岩质边坡弯曲倾倒破坏分析[J]. 岩土力学, 2019, 40(8): 2938-2946.
[2] 宫凤强, 伍武星, 李天斌, 司雪峰, . 深部硬岩矩形隧洞围岩板裂破坏的试验模拟研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(6): 2085-2098.
[3] 陈峥, 何平, 颜杜民, 高红杰, 聂奥祥, . 超前支护下隧道掌子面稳定性极限上限分析[J]. 岩土力学, 2019, 40(6): 2154-2162.
[4] 吴关叶, 郑惠峰, 徐建荣. 三维复杂块体系统边坡深层加固条件下稳定性及 破坏机制模型试验研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(6): 2369-2378.
[5] 王鹏飞, 谭文辉, 马学文, 李子建, 刘景军, 武洋帆, . 不同胶结度断层泥强度参数与含水率关系[J]. 岩土力学, 2019, 40(5): 1657-1662.
[6] 郑安兴, 罗先启, 陈振华, . 基于扩展有限元法的岩体水力劈裂耦合模型[J]. 岩土力学, 2019, 40(2): 799-808.
[7] 任晋岚, 陈曦, 王冬勇, 吕彦楠. 基于广义Hoek-Brown准则的瞬时线性化 强度折减技术[J]. 岩土力学, 2019, 40(12): 4865-4872.
[8] 吴顺川, 张敏, 张诗淮, 姜日华, . 修正Hoek-Brown准则的等效Mohr-Coulomb 强度参数确定方法研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(11): 4165-4177.
[9] 金俊超, 佘成学, 尚朋阳. 硬岩弹塑性变形破坏过程中强度参数 及剪胀角演化模型研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(11): 4401-4411.
[10] 梅诗明, 胡小川, 苏国, 陈冠言, . 中间主应力对隧洞岩爆影响的模型试验研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(10): 3959-3968.
[11] 李典庆, 周强, 曹子君, . 基于广义可靠指标相对安全率的岩土工程 设计安全判据[J]. 岩土力学, 2019, 40(10): 3977-3986.
[12] 许年春,吴同情,皮海洋,游 磊,吴 越,. 基于柔性承载板载荷试验的土抗剪强度参数反演研究[J]. , 2018, 39(S1): 227-234.
[13] 尹小涛,严 飞,秦雨樵,周 磊,王东英, . 地震作用下华丽高速公路金沙江桥华坪岸顺层边坡动力稳定性评价[J]. , 2018, 39(S1): 387-394.
[14] 王少杰,吕爱钟,张晓莉. 横观各向同性岩体中马蹄形隧洞的位移反分析方法[J]. , 2018, 39(S1): 495-504.
[15] 尹小涛,薛海斌,汤 华,任兴文,宋 罡,. 边坡局部和整体稳定性评价方法的辩证统一[J]. , 2018, 39(S1): 98-104.
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[1] 高 阳,张庆松,徐帮树,李 伟. 海底采煤顶板支承压力分布规律与影响因素研究[J]. , 2010, 31(4): 1309 -1313 .
[2] 万少石,年廷凯,蒋景彩,栾茂田. 边坡稳定强度折减有限元分析中的若干问题讨论[J]. , 2010, 31(7): 2283 -2288 .
[3] 闫 铁,李 玮,毕雪亮. 基于分形方法的多孔介质有效应力模型研究[J]. , 2010, 31(8): 2625 -2629 .
[4] 吴志坚,车爱兰,马 巍,冯少孔,石 航. 多年冻土区路基调查中瞬态面波勘探方法应用研究[J]. , 2010, 31(S2): 335 -341 .
[5] 刘泉声,胡云华,刘 滨. 基于试验的花岗岩渐进破坏本构模型研究[J]. , 2009, 30(2): 289 -296 .
[6] 金志仁,何继善. 基于距离判别分析方法的深基坑支护方案优选研究[J]. , 2009, 30(8): 2423 -2430 .
[7] 王国波,马险峰,杨林德. 软土地铁车站结构及隧道的三维地震响应分析[J]. , 2009, 30(8): 2523 -2528 .
[8] 张玉敏,盛 谦,张勇慧,朱泽奇. 高山峡谷地区大型地下洞室群非平稳人工地震动拟合[J]. , 2009, 30(S1): 41 -46 .
[9] 徐维生,柴军瑞,陈兴周,孙旭曙. 岩体裂隙网络非线性非立方渗流研究与应用[J]. , 2009, 30(S1): 53 -57 .
[10] 杜延军,范日东. 改性土-膨润土竖向隔离墙材料的压缩及渗透特性试验研究[J]. , 2011, 32(S1): 49 -54 .