›› 2015, Vol. 36 ›› Issue (7): 2003-2012.doi: 10.16285/j.rsm.2015.07.023

• 岩土工程研究 • 上一篇    下一篇

软弱黄土隧道变形规律现场测试与分析

赖金星1, 2，樊浩博1, 2，来弘鹏1, 2，谢永利1, 2，胡 昭2，邱军领2，曹宁全2   

  1. 1. 长安大学 陕西省公路桥梁与隧道重点实验室，陕西 西安 710064；2. 长安大学 公路学院，陕西 西安 710064
  • 收稿日期:2014-10-28 出版日期:2015-07-11 发布日期:2018-06-13
  • 作者简介:赖金星，男，1973年生，博士，副教授，硕导，从事隧道工程方面的教学与科研工作。
  • 基金资助:
    国家自然科学基金项目(No. 50808020，No. 51378071)；青海省交通科技重点项目(No. 2009-02)；交通运输部西部交通建设科技项目 (No. 2007 318 000 18)；陕西省工业科技攻关项目(No. 2015GY185)?。

In-situ monitoring and analysis of tunnel deformation law in weak loess

LAI Jin-xing1, 2，FAN Hao-bo1, 2，LAI Hong-peng1, 2，XIE Yong-li1, 2，HU Zhao2，QIU Jun-ling2，CAO Ning-quan2   

  1. 1. Shaanxi Provincial Major Laboratory for Highway Bridge & Tunnel, Chang’an University, Xi’an, Shaanxi 710064, China; 2. School of Highway, Chang'an University, Xi’an, Shaanxi 710064, China
  • Received:2014-10-28 Online:2015-07-11 Published:2018-06-13

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1815

摘要： 为分析软弱黄土隧道的变形规律，以西宁过境高速大有山黄土隧道为依托，采用精密水准仪和收敛计对隧道地表下沉、拱顶下沉和水平收敛进行了系统现场测试。结果表明：软弱黄土隧道拱顶下沉远大于水平收敛，变形时间长，变形量大，累计拱顶下沉值最大为950.6 mm。在临界埋深范围，围岩变形比深埋、浅埋时都大，且变形量离散性高；围岩变形速率在二衬施作时较大，软弱黄土隧道中作为围岩-支护系统稳定性判据的变形速率宜适当提高；围岩变形随时间变化符合指数函数规律，可利用指数函数预测围岩的最终变形；软弱黄土隧道变形分为急剧变形、持续增长和缓慢增长3个阶段，最终趋于稳定。隧道断面的初次开挖对地表变形影响显著，隧道轴线沉降最大，并沿横向逐渐减小。软弱黄土隧道预留变形量在不同位置处不宜统一设置，西宁地区软弱黄土Ⅴ级围岩建议拱顶预留700～800 mm，边墙预留300～350 mm，拱顶与边墙之间以曲线过渡。

关键词: 隧道工程, 软弱黄土, 现场测试, 变形规律

Abstract: To analyze the deformation of the tunnel in weak loess, the surface settlement, crown settlement and horizontal convergence are in-situ monitored in the Dayoushan loess tunnel by using precision level and convergence gauges. The results show that the magnitude of crown settlement is much larger than that of the horizontal convergence. The deformation sustains for a longer time and the steady maximum crown settlement is 950.6 mm. The deformation of surrounding rock is larger when the buried depth of the tunnel is at the critical depth. The deformation rate of surrounding rock is larger at the stage of secondary lining construction. The deformation rate, which acts as the stability criterion for the surrounding rock-supporting system in the weak loess tunnel, should be raised moderately. The deformation of the surrounding rock follows an exponential law; and the exponential function can be used to predict the final deformation of surrounding rock. The deformation of weak loess tunnel can be divided into three stages: rapid deformation stage, sustained growth stage and slow growth stage; and finally, it tends to steady. The tunnel excavation significantly influences the surface deformation; and the maximum settlement of surface occurs along the central axis of tunnel; and the settlement gradually decreases with the increase of the distance from central axis transverse. The deformation allowance of weak loess tunnel should not be unified at different locations. For the weak loess tunnel in Xining area, the reserved deformation of grade Ⅴsurrounding rock is suggested to be 700-800 mm for the crown, and 300-350 mm for the side wall. The crown and side wall of tunnel should be connected by smooth curve.

Key words: tunnel engineering, weak loess, in-situ test, deformation law

中图分类号: 

  • U 444
[1] 侯公羽, 荆浩勇, 梁金平, 张广东, 谭金鑫, 张永康, 杨希, . 不同卸荷速率下矩形巷道变形及 声发射特性试验研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(9): 3309-3318.
[2] 严健, 何川, 晏启祥, 许金华. 雀儿山隧道冰碛地层冻胀力原位测试及计算分析[J]. 岩土力学, 2019, 40(9): 3593-3602.
[3] 邓茂林, 易庆林, 韩蓓, 周剑, 李卓骏, 张富灵, . 长江三峡库区木鱼包滑坡地表变形规律分析[J]. 岩土力学, 2019, 40(8): 3145-3152.
[4] 于 正, 杨龙才, 张 勇, 赵 伟, . 考虑地层变异特征一致性的围岩变形不确定性分析[J]. 岩土力学, 2019, 40(5): 1947-1956.
[5] 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.
[6] 王剑锋, 李天斌, 马春驰, 张航, 韩瑀萱, 周雄华, 姜宇鹏, . 基于引力搜索法的隧道围岩微震定位研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(11): 4421-4428.
[7] 闫高明, 申玉生, 高 波, 郑 清, 范凯祥, 黄海峰. 穿越黏滑断层分段接头隧道模型试验研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(11): 4450-4458.
[8] 莫品强, 高新慰, 黄子丰, 马丹阳, . 下穿隧道开挖引起的挤土桩沉降控制分析方法[J]. 岩土力学, 2019, 40(10): 3823-3832.
[9] 谷拴成，周 攀，黄荣宾. 锚杆–围岩承载结构支护下隧洞稳定性分析[J]. , 2018, 39(S1): 122-130.
[10] 刘 聪，李术才，周宗青，李利平，王 康，侯福金, 秦承帅，高成路,. 复杂地层超大断面隧道施工围岩力学特征模型试验[J]. , 2018, 39(9): 3495-3504.
[11] 李小飞，孙江涛，陈卫忠，袁敬强，刘金泉，张庆艳,. 纤维硅灰水泥石强度与浆液抗冲刷特性[J]. , 2018, 39(9): 3157-3163.
[12] 吴顺川，韩 伟，陈 钒，徐淼斐，丛子杰，. 基于膨胀本构的石膏岩隧道衬砌缓冲层厚度优化研究[J]. , 2018, 39(4): 1182-1191.
[13] 谢 涛，罗 强，周 成，张 良，蒋良潍, . 高速铁路小变形下陡坡地基路肩桩板墙力学响应[J]. , 2018, 39(1): 45-52.
[14] 腾俊洋，张宇宁，唐建新，张 闯，李臣林, . 锚固方式对节理岩体剪切性能影响试验研究[J]. , 2017, 38(8): 2279-2285.
[15] 刘振平，刘 建，何雨微，贺怀建，卞 康，. 3D GIS与有限元模拟无缝耦合方法及其在隧道工程中的应用研究[J]. , 2017, 38(3): 866-874.
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[1] 李英勇，张顶立，张宏博，宋修广. 边坡加固中预应力锚索失效机制与失效效应研究[J]. , 2010, 31(1): 144 -150 .
[2] 李 晶，缪林昌，钟建驰，冯兆祥. EPS颗粒混合轻质土反复荷载下变形和阻尼特性[J]. , 2010, 31(6): 1769 -1775 .
[3] 梁健伟，房营光，谷任国. 极细颗粒黏土渗流的微电场效应分析[J]. , 2010, 31(10): 3043 -3050 .
[4] 王丽艳，姜朋明，刘汉龙. 砂性地基中防波堤地震残余变形机制分析与液化度预测法[J]. , 2010, 31(11): 3556 -3562 .
[5] 李秀珍，王成华，邓宏艳. DDA法和Fisher判别法在潜在滑坡判识中的应用比较[J]. , 2011, 32(1): 186 -192 .
[6] 吉武军. 黄土隧道工程问题调查分析[J]. , 2009, 30(S2): 387 -390 .
[7] 陈力华 ，林 志 ，李星平. 公路隧道中系统锚杆的功效研究[J]. , 2011, 32(6): 1843 -1848 .
[8] 陈立文，孙德安. 不同应力路径下水土耦合超固结黏土分叉分析[J]. , 2011, 32(10): 2922 -2928 .
[9] 郑 刚 张立明 刁 钰. 开挖条件下坑底工程桩工作性状及沉降计算分析[J]. , 2011, 32(10): 3089 -3096 .
[10] 赵明华，雷 勇，张 锐. 岩溶区桩基冲切破坏模式及安全厚度研究[J]. , 2012, 33(2): 524 -530 .
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