›› 2008, Vol. 29 ›› Issue (9): 2521-2526.

• 基础理论与实验研究 • 上一篇    下一篇

分岔隧道模型试验与数值模拟超载安全度研究

王汉鹏,李术才,张强勇   

  1. 山东大学 岩土与结构工程研究中心,济南 250061
  • 收稿日期:2006-11-29 出版日期:2008-09-10 发布日期:2013-08-03
  • 作者简介:王汉鹏,男,1978年生,博士,讲师,主要从事岩石力学试验与数值模拟研究
  • 基金资助:

    国家杰出青年科学基金(A类)(50625927);山东省科技攻关项目(No. 2007GG2QT06017)资助项目

Model test and numerical simulation of overload safety of forked tunnel

WANG Han-peng, LI Shu-cai, ZHANG Qiang-yong   

  1. Research Center of Geotechnical and Structural Engineering, Shandong University, Jinan 250061, China
  • Received:2006-11-29 Online:2008-09-10 Published:2013-08-03

摘要: 超载试验能得到隧道的超载安全度,通过大型地质力学模型对分岔隧道进行了超载试验,模拟了分岔隧道在不同侧压系数下围岩的变形、应力分布和破坏情况。同时,应用三维数值分析软件对模拟区域进行了模拟。模型试验和数值模拟结果分析表明,随着侧压系数K的增加,分岔隧道的侧向位移增加,拱顶位移由向下变为向上;当侧压系数为K=3.5时,应力达到极限;当侧压系数K≥4.0时,位移突变,最终最大位移达到100 mm;塑性区骤增,隧道拱顶围岩开始开裂,且有块体掉落。分岔隧道的拱顶和两帮是最易破坏的区域,隧道超载安全度为3.5。

关键词: 分岔隧道, 模型试验, 数值模拟, 超载安全度

Abstract: Tunnel overloading safety can be gained by overloading experiment. In this paper, the overloading stability of forked tunnel is researched using 3-D geomechanical model test. The displacements, stress distribution and failure of surrounding rock are analyzed. And the model test is simulated by 3-D numerical method (FLAC3D) also. Model test result and numerical simulation result analysis shows that the side displacements increase and vault displacement vector changes from downwards to upwards with the side-pressure coefficient K. The stress of key points achieve high-point at K=3.5; the displacement changes suddenly when K≥ 4.0 and the maximum final displacement achieve 100mm. The plastic zone increases suddenly and surrounding rock at vault begin to crack and fall when K≥ 4.0. Test and numerical result shows that vault and side of forked tunnel are easy to fracturing; the overloading safety degree is 3.5.

Key words: forked tunnels, model test, numerical simulation, overloading safety degree

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