冻融引起黄土隧道洞口段应力变形分析.pdf

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1、杨波等：冻融引起黄土隧道洞口段应力变形分析91冻融引起黄土隧道洞口段应力变形分析杨波，王铁行，刘衡(西安建筑科技大学土木工程学院．西安710055)【摘要】通过试验获得了原状黄土冻融后的强度参数，并利用有限元方法分析了冻融对黄土隧道洞口段应力及变形的影响。分析结果表明，在冻融作用下，覆土厚度和冻融次数均会对拱顶位移和拱顶上部土体水平压应力产生影响。覆土厚度越大，隧道在开挖和经历冻融后，拱顶沉降也越大；且冻融第1次后对拱顶沉降影响最大。拱顶上部土体水平压应力最大值随覆土厚度的增加而增大；距拱顶较近土体的水平压应力随冻融次数增加逐渐减小，距拱顶较远土体的水平压

2、应力值随冻融次数增加逐渐增大。【关键词】冻融；黄土隧道；洞口段【中图分类号】TU475．2【文献标识码】A【文章编号】1001—6864(2012)10—0091—03STRESSANDDEFoRnoNANALYSIS0lFLOESSTUNNELENTRANCECAUSEDBYFREEZE．THAWYANGBo，WANGTie—hang，LIUHeng(CollegeofCivilEngi．，Xi’anUniv．ofArchitectureandTechnology，Xi’an710055，China)Abstract：Strengthparameters

3、obtainedafterfreeze·-thawofintactloessthroughthetestandthispa-·peranalyzedthefactoroffreeze—thawefectonstressanddeformationofloesstunnelentrancebyfiniteelementmet}Iod．Theanal~rsisresultsshowt}lattllicknessoftheoverlyingsoilandfreeze．thawtimeswillinfluencedisplacementofthevauhandho

4、rizontalcompressivestressofthevaultuppersoilmassunderfunctionoffreeze—thaw．Thegreaterthicknessoftheoverlyingsoil，thebiggersettlementofthevauh印一pearsafterturmleexcavationandexperienceoffreeze—thawandthegreatestinfluenceappearsafterthefirsttimeoffreeze．thaw．Themaximumhorizontalcompr

5、essivestressofthevaultuppersoilmassincrea—seswithincreasingofthicknessoftheoverlyingsoil；horizontalcompressivestressofsoilmassnearthevaultgraduallyreduceswithfreeze—thawnumbersincrease，butthestressofsoilmassfarfromthevaultgraduallyincreaseswithfreeze—thawnumbersincrease．Keywords：f

6、reeze—thaw；loesstunnel；tunnelentrance伴随着我国公路和铁路交通事业的发展，黄土公路和进行试验。实验测得土体干密度为1．38g／~m。含水量测铁路隧道建设迎来发展的黄金时期。但是黄土隧道在修建定采用微波炉法，用高火档位加热20min，对3个试样进行和运营过程中经常发生病害，会对隧道稳定性造成不利影平行试验，取其平均值作为最终含水量，测得含水量为响。特别是黄土隧道洞口段常常暴露于自然环境中，受自21％。微波炉法测定含水量具有较高的精度，能够满足试验然环境的变化影响经常发生病害，冻融作用导致的病害就要求【6】。进行冻融试验前，

7、把取回后的黄土用直剪环刀制是其中的一种。冻融病害的产生主要是使黄土的物理力学备成试样，以方便冻融循环后的试样进行直剪试验。然后性质发生了变化。目前，对黄土经受冻融循环后的物理力试样用保鲜膜密封，然后在封闭冰箱中冻结12h，冰箱外融学性质变化，已有部分研究成果。董晓宏⋯等以陕西杨凌化24h。根据董晓宏等”实测结果表明，试样在冻结和融化黄土为研究对象，对重塑黄土经历冻融循环后黄土的强度时间为6h时，可以保证冻结和融化过程充分完成。冻结过参数进行了研究，见参考文献[1]5]。到目前为止，考虑程中，保持冰箱温度为一9℃。达到冻结时间后，将试样从冰冻融因素对黄土隧道

8、洞口段应力及变形的影响研究较少，箱中取出，放在室温为18~C的环境