›› 2015, Vol. 36 ›› Issue (11): 3077-3084.doi: 10.16285/j.rsm.2015.11.006

• 基础理论与实验研究 • 上一篇    下一篇

不等跨连拱铁路隧道围岩压力分布及受力特征模型试验研究

张俊儒1，孙克国1，卢 锋1，郑宗溪2，孙其清2   

  1. 1. 西南交通大学 交通隧道工程教育部重点实验室，四川 成都 610031；2.中铁二院工程集团有限责任公司，四川 成都 610031
  • 收稿日期:2015-02-10 出版日期:2015-11-11 发布日期:2018-06-14
  • 通讯作者: 孙克国，男，1981年生，博士，讲师，主要从事地下工程灾害防治机制等方面的工作。E-mail: sunkeg@126.com E-mail: jrzh@home.swjtu.edu.cn
  • 作者简介:张俊儒，男，1978年生，博士，副教授，主要从事隧道及地下工程方面的教学与科研工作
  • 基金资助:

    国家自然科学基金资助（No.51378435）；教育部创新团队发展计划（No.IRT0955）；中央高校基本科研业务费专项资金（No.SWJTU11ZT33）。

Model test study of surrounding rock pressure distribution and mechanical characteristics of unequal-span double-arch railway tunnel

ZHANG Jun-ru1, SUN Ke-guo1, LU Feng1, ZHENG Zong-xi2, SUN Qi-qing2   

  1. 1. Key Laboratory of Transportation Tunnel Engineering of Ministry of Education, Southwest Jiaotong University, Chengdu, Sichuan 610031, China; 2. China Railway Eryuan Engineering Group Co., Ltd., Chengdu, Sichuan 610031, China
  • Received:2015-02-10 Online:2015-11-11 Published:2018-06-14
  • Supported by:

    Project supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant No.51378435), the Innovative Research Team in University of Ministry of Education of China (Grant No.IRT0955) and the Fundamental Research Funds for the Central Universities (Grant No.SWJTU11ZT33).

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1408

摘要： 以兰渝铁路新作坊隧道洞口明挖段不等跨连拱结构为背景，采用室内模型试验的方法，对不等跨连拱铁路隧道围岩压力分布及受力特征进行研究。试验结果表明：隧道水平侧压力均小于竖向围岩压力，拱顶处侧压力小于墙脚处侧压力，小洞侧侧压力系数平均为0.55，大洞侧侧压力系数平均为0.65；中隔墙顶部围岩压力均大于拱顶处围岩压力，且大洞拱顶围岩压力约为小洞的1.2倍；隧道结构总体为小偏心压弯构件，大洞所承受的轴力总体比小洞承受的轴力大20%～30%；隧道先后在大小洞靠近中隔墙的拱腰及仰拱处破坏，最终发生整体失稳；靠近中隔墙的大小洞拱腰及仰拱是设计施工时应重点关注的部位；最终获得不等跨连拱铁路隧道的围岩压力分布模式，研究结果可以直接指导新作坊隧道结构的设计与施工，有利于完善不等跨连拱隧道设计施工理念。

关键词: 不等跨连拱隧道, 围岩压力, 受力特征, 模型试验

Abstract: A model test is carried out to study the distribution of surrounding rock pressure and its mechanical characteristics based on open excavation section of Xinzuofang unequal-span double-arch tunnel of Lanzhou-Chongqing railway. Test results show that lateral pressure acting on the tunnel is smaller than the vertical stress of surrounding rock, and lateral pressure at the crown is smaller than that at the bottom of side wall, moreover, lateral pressure coefficient of small hole side is about 0.55 on average, while the big hole side is about 0.65. The stress of surrounding rock on the top of middle wall is bigger than that on the crown; the surrounding rock stress of big hole side is about 1.2 times that of the small hole. The tunnel is in a small eccentric bending state, and thrust stress in big hole is about 20% to 30% greater than that in small hole side; the destroy of tunnel structure firstly occurs at hance and invert near the middle wall in succession, finally the whole structure collapse; thus, the hance and invert near the middle wall are the place that should be focused on in the design and construction. Based on the above, the mode of surrounding rock pressure distribution is obtained finally. The results can directly provide guidance for the design and construction of Xinzuofang tunnel; what’s more, it’s also helpful to improving the design and construction concepts related to the unequal-span double-arch tunnel.

Key words: unequal-span double-arch tunnel, surrounding rock pressure, mechanical characteristics, model test

中图分类号: 

  • U 452.1+2
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