›› 2015, Vol. 36 ›› Issue (2): 532-541.doi: 10.16285/j.rsm.2015.02.032

• 岩土工程研究 • 上一篇    下一篇

高速铁路隧道围岩抗力系数现场试验与理论研究

李 波1, 2，吴 立1, 2，邓宗伟3，陈 剑1, 2，唐爱松4   

  1. 1.中国地质大学（武汉）工程学院，湖北 武汉 430074；2.中国地质大学（武汉）岩土钻掘与防护教育部工程研究中心，湖北 武汉 430074； 3.湖南城市学院 土木工程学院，湖南 益阳 413000；4.长江科学院 水利部岩土力学与工程重点实验室，湖北 武汉 430010
  • 收稿日期:2013-10-13 出版日期:2015-02-11 发布日期:2018-06-13
  • 通讯作者: 吴立，男，1962年生，教授，博士生导师，主要从事地下建筑、岩土工程方面的研究工作。E-mail: lwucugedu@163.com E-mail:libomxd@163.com
  • 作者简介:李波，男，1986年生，博士生，主要从事隧道及岩土工程方面的研究工作。
  • 基金资助:

    国家自然科学基金（No. 41402259）；湖北省自然科学基金计划重点项目（No.2013CFA110）；湖南省教育厅重点研究项目（No. 09A016）；中国地质大学（武汉）教学实验室开放基金项目（No. SKJ2013107）。

Field test and theoretical study of rock resistant coefficient in high-speed railway tunnel

LI Bo 1.2, WU Li1, 2, DENG Zong-wei3, CHEN Jian1, 2, TANG Ai-song4   

  1. 1. Faculty of Engineering, China University of Geosciences, Wuhan, Hubei 430074, China; 2. Engineering Research Center of Rock-Soil Drilling & Excavation and Protection, Ministry of Education, China University of Geosciences, Wuhan, Hubei 430074, China; 3. College of Civil Engineering, Hunan City University, Yiyang, Hunan 413000, China; 4. Key Laboratory of Geotechnical Mechanics and Engineering of Ministry of Water Resources, Yangtze River Scientific Research Institute, Wuhan, Hubei 430010, China
  • Received:2013-10-13 Online:2015-02-11 Published:2018-06-13

PDF (Chinese)

1978

摘要： 以沪昆高速铁路隧道为依托，通过现场径向液压枕试验，测量各级压力下半径向变形，获取了隧道研究点处岩石抗力系数实测值。在实测数据的基础上，结合国内外相关的弹性抗力本构模型，建立了沪昆高速铁路隧道围岩抗力系数的5种理论计算模型：理想弹塑性模型、爆破裂缝弹塑性模型、塑性软化岩体模型、Lade-Duncan准则模型、统一强度理论模型，并有针对性的将所研究的20座隧道进行分类，分别计算其围岩抗力系数理论计算值。为了弥补现场试验点数目的限制，对所研究的隧道展开了数值模拟分析。通过对不同的埋深、围岩级别、地质特征下岩石抗力系数现场试验值、理论计算值、数值模拟值和规范值进行对比和综合，提出了高速铁路大断面隧道的围岩抗力系数推荐值，该推荐值突破了普通铁路隧道规范中关于抗力系数建议值仅限于弹性模型的限制，为优化隧道结构设计，充分利用围岩的自承能力提供了理论依据。

关键词: 高速铁路隧道, 围岩抗力系数, 径向液压枕法, 理论计算模型, 数值模拟

Abstract: This paper focuses on the way to get the value of rock resistant coefficient in high-speed railway tunnel. It runs the radial hydraulic pillow testing to measure the radial deformation during various pressures on Shanghai-Kunming high-speed railway tunnel. Based on field test data and combining different constitutive models, five theoretical calculation models for tunnel rock resistant coefficients are established. They are ideal elastic-plastic model, burst fissure elastic-plastic model, plastic softening rock model, Lade-Duncan criterion model and unified strength theory model respectively. Twenty tunnels are classified and the corresponding theoretical values of surrounding rock resistance coefficients are calculated respectively using the proposed models. To compensate the limitation of field test number, the numerical simulation of the research tunnel is carried out. Then the theoretical calculation values, field test values, numerical simulation values and standard values of rock resistant coefficients are compared and synthesized at different buried depths, rock grades and geological conditions. The recommended values of rock resistant coefficient of large section high-speed railway tunnel are proposed. The recommended value breaks through the limit of rock resistant coefficient standard values in ordinary high-speed railway tunnel based on elastic model. Also the recommended value can provide the theoretical basis for optimizing the design of the tunnel structure and making full use of the bearing capacity of the surrounding rock.

Key words: high-speed railway tunnel, rock resistant coefficient, radial hydraulic pillow testing, theoretical calculation model, numerical simulation

中图分类号: 

  • TU 452
[1] 李翻翻, 陈卫忠, 雷江, 于洪丹, 马永尚, . 基于塑性损伤的黏土岩力学特性研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(1): 132-140.
[2] 夏 坤, 董林, 蒲小武, 李璐, . 黄土塬地震动响应特征分析[J]. 岩土力学, 2020, 41(1): 295-304.
[3] 郭院成, 李明宇, 张艳伟, . 预应力锚杆复合土钉墙支护体系增量解析方法[J]. 岩土力学, 2019, 40(S1): 253-258.
[4] 闫国强, 殷跃平, 黄波林, 张枝华, 代贞伟, . 三峡库区巫山金鸡岭滑坡成因机制与变形特征[J]. 岩土力学, 2019, 40(S1): 329-340.
[5] 刘红岩. 宏细观缺陷对岩体力学特性及边坡稳定影响研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(S1): 431-439.
[6] 金爱兵, 刘佳伟, 赵怡晴, 王本鑫, 孙浩, 魏余栋, . 卸荷条件下花岗岩力学特性分析[J]. 岩土力学, 2019, 40(S1): 459-467.
[7] 韩征, 粟滨, 李艳鸽, 王伟, 王卫东, 黄健陵, 陈光齐, . 基于HBP本构模型的泥石流动力过程SPH数值模拟[J]. 岩土力学, 2019, 40(S1): 477-485.
[8] 吴锦亮, 何吉, . 岩质边坡动态开挖模拟的复合单元模型[J]. 岩土力学, 2019, 40(S1): 535-540.
[9] 范 雷, 张宜虎, 陈 冲, 王复兴. 弱胶结西域砾岩引水隧洞围岩抗力特性试验研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(8): 2982-2988.
[10] 吴凤元, 樊赟赟, 陈剑平, 李军, . 基于不同侵蚀模型的高速崩滑碎屑 流动力过程模拟分析[J]. 岩土力学, 2019, 40(8): 3236-3246.
[11] 孙峰, 薛世峰, 逄铭玉, 唐梅荣, 张翔, 李川, . 基于连续损伤的水平井射孔-近井筒三维破裂模拟[J]. 岩土力学, 2019, 40(8): 3255-3261.
[12] 穆锐, 浦少云, 黄质宏, 李永辉, 郑培鑫, 刘 旸, 刘 泽, 郑红超, . 土岩组合岩体中抗拔桩极限承载力的确定[J]. 岩土力学, 2019, 40(7): 2825-2837.
[13] 金俊超, 佘成学, 尚朋阳. 基于应变软化指标的岩石非线性蠕变模型[J]. 岩土力学, 2019, 40(6): 2239-2246.
[14] 张 聪, 梁经纬, 阳军生, 曹 磊, 谢亦朋, 张贵金, . 堤坝脉动注浆浆液扩散机制及应用研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(4): 1507-1514.
[15] 严 健, 何 川, 汪 波, 蒙 伟, . 高地温对隧道岩爆发生的影响性研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(4): 1543-1550.
Viewed
Full text


Abstract

Cited
  Shared   
  Discussed   
[1] 王 刚，李术才，王明斌. 渗透压力作用下加锚裂隙岩体围岩稳定性研究[J]. , 2009, 30(9): 2843 -2849 .
[2] 刘玉成，曹树刚，刘延保. 可描述地表沉陷动态过程的时间函数模型探讨[J]. , 2010, 31(3): 925 -931 .
[3] 刘恩龙. 岩土破损力学：结构块破损机制与二元介质模型[J]. , 2010, 31(S1): 13 -22 .
[4] 介玉新，杨光华. 基于广义位势理论的弹塑性模型的修正方法[J]. , 2010, 31(S2): 38 -42 .
[5] 杨建民，郑 刚. 基坑降水中渗流破坏归类及抗突涌验算公式评价[J]. , 2009, 30(1): 261 -264 .
[6] 周 华，王国进，傅少君，邹丽春，陈胜宏. 小湾拱坝坝基开挖卸荷松弛效应的有限元分析[J]. , 2009, 30(4): 1175 -1180 .
[7] 叶 飞，朱合华，何 川. 盾构隧道壁后注浆扩散模式及对管片的压力分析[J]. , 2009, 30(5): 1307 -1312 .
[8] 罗 强 ，王忠涛 ，栾茂田 ，杨蕴明 ，陈培震. 非共轴本构模型在地基承载力数值计算中若干影响因素的探讨[J]. , 2011, 32(S1): 732 -0737 .
[9] 王云岗 ，章 光 ，胡 琦. 斜桩基础受力特性研究[J]. , 2011, 32(7): 2184 -2190 .
[10] 龚维明，黄 挺，戴国亮. 海上风电机高桩基础关键参数试验研究[J]. , 2011, 32(S2): 115 -121 .
版权所有 © 《岩土力学》编辑部
地址：湖北武汉武昌小洪山中国科学院武汉岩土力学研究所(430071)　邮编：200042　电话：027-87198484, 87199252, 87199253, 87198752　E-mail: ytlx@whrsm.ac.cn
本系统由北京玛格泰克科技发展有限公司设计开发