岩土力学 ›› 2024, Vol. 45 ›› Issue (11): 3315-3323.doi: 10.16285/j.rsm.2023.1811

• 基础理论与实验研究 • 上一篇    下一篇

基于静力推覆试验的4车道公路隧道围岩压力计算模型研究

卢钦武1, 2,陈智威1,关振长2,蔡建国3,杨志伟1   

  1. 1. 福建省高速公路科技创新研究院有限公司,福建 福州 350001;2. 福州大学 土木工程学院,福建 福州 350116; 3. 东南大学 土木工程学院,江苏 南京 211189
  • 收稿日期:2023-11-30 接受日期:2024-01-05 出版日期:2024-11-11 发布日期:2024-11-14
  • 通讯作者: 关振长,男,1980年生,博士,教授,博士生导师,从事岩土与隧道工程方面的科研和教学工作。E-mail: gaussto@hotmail.com
  • 作者简介:卢钦武,男,1995年生,博士,博士后,主要从事隧道工程方面科研工作。E-mail: lqw5467@163.com
  • 基金资助:
    国家自然科学基金项目(No. 52278399);福建省自然科学基金(No. 2021J01599)

Ground pressure calculation model of four-lane highway tunnel based on static pushover tests

LU Qin-wu1, 2, CHEN Zhi-wei1, GUAN Zhen-chang2, CAI Jian-guo3, YANG Zhi-wei1   

  1. 1. Fujian Expressway Science and Technology Innovation Research Institute Co.Ltd., Fuzhou, Fujian 350001, China; 2. College of Civil Engineering, Fuzhou University, Fuzhou, Fujian 350116, China; 3. School of Civil Engineering, Southeast University, Nanjing, Jiangsu 211189, China
  • Received:2023-11-30 Accepted:2024-01-05 Online:2024-11-11 Published:2024-11-14
  • Supported by:
    This work was supported by the National Natural Science Foundation of China (52278399) and the Natural Science Foundation of Fujian Province (2021J01599).

摘要: 以典型4车道公路隧道为原型,开展缩尺模型的静力推覆试验,重点关注地层位移、地层裂缝、围岩压力随推覆位移的发展规律,并与2车道隧道的试验结果展开对比。试验结果表明:(1)地层以起拱线为界发生相反方向位移进而产生裂缝,因此计算模型中起裂点位置应由边墙底部修正为起拱线处。(2)地层在推覆作用下沿隧道环向平顺滑移且大角度偏转倾斜,因此计算模型中潜在滑移面应由恒定竖直修正为线性倾斜。在此基础上,探讨了围岩压力计算模型假定在4车道隧道中的适用性,提出适用于4车道公路隧道的围岩压力修正计算模型。研究成果可为4车道公路隧道的抗震计算/验算提供试验依据与技术支撑,为围岩压力计算模型的进一步完善提供参考。

关键词: 4车道公路隧道, 缩尺模型试验, 静力推覆试验, 围岩压力, 修正计算模型

Abstract: Using a typical four-lane highway tunnel as a prototype, we conducted static pushover tests on a scaled-down model to examine the variations in ground displacement, ground pressure, and ground cracking with pushover distance. Compared with the test results of two-lane tunnel, the test results indicate that the ground is displaced reversely from the arching line and then cracked. Therefore, the location of fracture point should be modified from the bottom of the side wall to the arching line. The test results also show that the ground slides smoothly along the tunnel circumferential direction with a large inclination angle, so the potential slip planes should be modified from constant vertical to linear inclination. According to these test results, the applicability of surrounding ground pressure calculation model assumption in the four-lane tunnel is discussed, and a modified ground pressure calculation model suitable for the four-lane highway tunnels is proposed. These researches can provide experimental basis and technical support for the seismic calculation/checking of the four-lane highway tunnel, and provide reference for further improvement of surrounding ground pressure calculation model.

Key words: four-lane highway tunnel, downscale model test, static pushover test, ground pressure, modified calculation model

中图分类号: TU 451
[1] 冉龙洲, 袁松, 王希宝, 张廷彪, 刘德军, 黎良仆, . 考虑围岩−盾体−注浆体−管片相互作用的深埋护盾式隧道掘进机法隧道围岩压力计算方法研究[J]. 岩土力学, 2025, 46(S1): 366-376.
[2] 卢钦武, 关振长, 林林, 吴淑婧, 宋德杰. 基于静力推覆试验的山岭隧道衬砌-地层相互作用机制研究[J]. 岩土力学, 2023, 44(8): 2318-2326.
[3] 韩润波, 许成顺, 杜修力, 许紫刚, . 土-地下结构体系拟静力推覆试验 模型箱类型的优选[J]. 岩土力学, 2021, 42(2): 462-470.
[4] 孙曦源, 衡朝阳, 周智, 张剑涛. 某超浅埋过街通道围岩压力的极限平衡求解方法[J]. 岩土力学, 2020, 41(S1): 312-318.
[5] 孙明社,马 涛,申志军,吴 旭,王梦恕,. 复合式衬砌结构中衬砌分担围岩压力比例的研究[J]. , 2018, 39(S1): 437-445.
[6] 张治国,徐晓洋,赵其华,. 水平地震力作用下浅埋偏压隧道围岩压力的简化理论分析[J]. , 2016, 37(S2): 16-24.
[7] 刘仰鹏,贺少辉,汪大海,李丹煜. 超大跨度深埋地下结构围岩压力计算研究[J]. , 2015, 36(S2): 118-124.
[8] 张俊儒 ,孙克国 ,卢 锋 ,郑宗溪 ,孙其清,. 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[J]. , 2015, 36(11): 3077-3084.
[9] 王志伟 ,乔春生 ,宋超业,. 上软下硬岩质地层浅埋大跨隧道松动压力计算[J]. , 2014, 35(8): 2342-2352.
[10] 刘成禹,何满潮,. 深埋隧道地质构造发育段围岩压力的特点[J]. , 2014, 35(4): 1101-1109.
[11] 何本国 ,朱永全 ,孙明磊 ,张志强 ,孙元国 . 高速铁路膏溶角砾岩深埋隧道支护荷载确定方法[J]. , 2013, 34(3): 827-832.
[12] 李文培,王明洋,范鹏贤. 基于间断位移场的隧道围岩承载能力研究[J]. , 2010, 31(8): 2441-2447.
[13] 潘 岳,王志强,吴敏应. 巷道开挖围岩能量释放与偏应力应变能生成的分析计算[J]. , 2007, 28(4): 663-669.
[14] 潘 岳,王志强. 应变非线性软化的圆形硐室围岩荷载-位移关系研究[J]. , 2004, 25(10): 1515-1521.
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