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浅埋偏压矩形单洞隧道围岩压力极限上限分析方法
  • ISSN号:1672-7207
  • 期刊名称:中南大学学报(自然科学版)
  • 时间:2014.9.15
  • 页码:3093-3103
  • 分类:U451[建筑科学—桥梁与隧道工程;交通运输工程—道路与铁道工程]
  • 作者机构:[1]中南大学土木工程学院,湖南长沙410075, [2]长沙理工大学土木与建筑学院,湖南长沙410004, [3]中铁二十五局集团有限公司第二工程公司,湖南衡阳421000, [4]中国中铁航空港建设集团有限公司,北京100093
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(51208522,51308072); 中国博士后科学基金资助项目(20110491269,2012T50708)
  • 相关项目:基于上限有限元运动单元法的堆积体边坡非线性失稳机理研究
中文摘要:

探讨将极限平衡理论引入浅埋隧道围岩压力分布进行浅埋隧道围岩压力上限计算的可行性。针对偏压浅埋矩形单洞隧道情况,通过引入水平偏压荷载系数的方式,讨论浅埋偏压矩形单洞隧道围岩压力的上限分析方法,并对获得的隧道围岩压力目标函数采用非线性规划方法进行优化计算。结果表明:水平和倾斜地表条件下,本文方法计算结果与已有计算结果均接近,可以证明本文方法的有效性。地表倾斜角度、围岩抗剪强度参数、隧道埋深、围岩容重和围岩计算内摩擦角均对浅埋偏压矩形单洞隧道围岩压力和破坏机构存在显著影响;极限平衡状态下偏压浅埋隧道会出现显著的非对称性破坏,破坏范围整体向埋深较大一侧偏转,工程实际应用中偏压效应和正确计算参数选取对分析偏压浅埋隧道稳定性极为重要。

英文摘要:

By introducing the limit equilibrium theory into the distribution model of surrounding rock pressure for unsymmetrical shallow rectangular tunnel, the viability of surrounding rock pressure calculated by upper bound theorem was discussed. Aiming at the shallow bias tunnel, the upper bound analysis method for surrounding rock pressure was studied by introducing the horizontal bias loading coefficient, and the objective function of surrounding rock pressure was optimized by nonlinear programming method. The comparing analysis results show that the solutions derived from this paper is close to the existing results, which proved the validity of the present method. Moreover, the surface inclined angle, shear strength parameters of surrounding rock, tunnel depth, bulk density of surrounding rock and the calculation friction angle all have significant influence on the surrounding rock pressure and failure mechanism of shallow bias tunnel. The unsymmetrical failure mechanism would appear under limit equilibrium state in shallow bias tunnel, and the damage range deflects to the deep embedded side. Therefore, the effect of the bias voltage and the selection of calculating parameter are important for stability analysis of shallow bias tunnel in practical engineering.

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期刊信息
  • 《中南大学学报:自然科学版》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:教育部
  • 主办单位:中南大学
  • 主编:黄伯云
  • 地址:湖南长沙中南大学校本部
  • 邮编:410083
  • 邮箱:zngdxb@csu.edu.cn
  • 电话:0731-88879765
  • 国际标准刊号:ISSN:1672-7207
  • 国内统一刊号:ISSN:43-1426/N
  • 邮发代号:42-19
  • 获奖情况:
  • 首届全国优秀科技期刊评比一等奖,第二届全国优秀科技期刊评比一等奖,首届中国有色金属工业优秀科技期刊评比一等奖
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,英国科学文摘数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版)
  • 被引量:20874