对大跨度公路隧道围岩长期稳定性的研究-论文.pdf

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1、桥梁隧道IBRIDGE＆TUNNEL一对大跨度公路隧道围岩长期稳定性的研究邢台路桥建设总公司马骏性变形．接着有一定的粘性变形．最后由变形目前的的公现路行隧设道计规而范对主一要些是跨针高对比大15m，以受力内达到稳定阶段。．不均衡．稳定性较差的大跨度公路隧道．在对其进行开挖过程中对安全性的要求相较于一般反分析方法的数据分析的公路隧道更严格。本文通过对大跨度公路隧利用反分析法进行相应数据分析主要包括道现场进行围岩物性参数进行数据监测．并将围岩的径向位移和切向位移两方面本文通过得来的相应现实公路隧道数据简化为几何和力相应的公式计算

2、分析，对围岩的径向和切向位学模型进行分析，利用实际数据与理论分析相移进行计算求解。结合的方法，得出相应围岩的应力和位移分布围岩径向位移计算规，进行大跨度公路隧道的稳定性分析．为大一般围岩的径向位移计算公式主要是固定跨度公路稳定性建设提供数据及公式基础。的定向位移计算公式(1)：⋯I1+)+(1一~,)t／"COS2引言公式(1)现行规范设计并不适用于大跨度公路隧其中ur表示围岩径向位移道．因此要想保证大跨度隧道公路的开挖安全P表示围岩垂直压力；以及围岩的长期稳定性．还需要找到一种适合表示侧压力系数大跨度公路隧道的实用。有效的

3、新法则。本文式中常熟．”计算值由经验公式(2)利用一种全新的理论分析法及反分析法对大跨和公式(3)分别求得：度隧道的稳定性进行相应分析。“2r{lG+扑c，]}oG*【／JI反分析法公式(2)大跨度的隧道利用反分析进行分析还需要结合实际跨度隧道的围岩物性参数进行分析，：-纠+c，】}下面笔者就利用反分析法对大跨度隧道进行围公式(3)岩长期稳定性研究：首先对隧道的实际位移收其中k为无量纲系数，其数值取决于泊敛值和围岩的物性参数进行数据统计，在此基松比；础上利用相关的理论和经验公式和合适的目标f为围岩延长时间函数对围岩的物性指标

4、进行计算统计，最后利当所测围岩是硐周围岩时．一般取r=r。用数据分析相应的应力分布规律．从而得到对根据上述公式可以分别求出在t=O和t=o。大跨度隧道围岩稳定性的分析数据。时的’．“的值。在开挖之初．及t0时．围岩产生弹性变形，弹性变量满足(4)的计算建立隧道力学模型公式：一般在分析实际大跨度隧道的长期稳定性时=等(+cos2都以平面应变考虑，结合本人对以前大跨度隧道的现场数据分析判断．可以认为大跨度隧道在开公式(4)：挖结束之后都会有一定的粘性变形发生。在开挖一定时间之后．围岩会产生全部本文利用oyting-Thomson

5、模型具有弹粘弹性变形．假设产生粘弹性变形的时间为性后效的性能特点对开挖后的隧道进行变形模t一。。，此时变量变形的量满足(5)的计算拟，发现模型模拟的隧道在开挖瞬间会出现弹公式：110TRANSP0W0RLD2014No16【Jun)等(+cos2非圆形面积等效为圆形面积．因此在后期的应力计算中，得到的应力数据值要小于实际应力公式(5)：集中的数据值。在计算围岩径向粘性变形时．一般可通若想判定围岩是否稳定．可以通过容许应过=2～计算得到。若想计算粘性变形力法进行判定，计算的应力值能够满足(10)在水平和垂直方向的分量还可以进行

6、如公式的经验公式，则说明围岩是稳定的。(6)的分量计算．其中13为测点径向与水平方⋯lit]公式(10)；向的夹角．粘=Ux~COSI3Uy；阽=uy~cosl3公式(6)反分析法结果分析切向位移的分析本文利用反分析法对大跨度公路隧道的围同径向位移计算一项，围岩的切向位移岩稳定性进行了公式分析．在分析之初，首先也可以由固定的计算公式取得，一般用公式将实际问题简单化，通过建立几何数学模型和(7)进行围岩的径向位移计算：相应的力学模型对实际问题进行数据分析．其=(1一)，”sin20公式(7)次根据相应的公式推导对围岩在径向和切

7、向两其中v”可以由经验公式(8)计算得到相方面的位移进行公式计算分析，并在此基础上应数值．推导得到围岩的长期位移值．运用套用经验公式的方法对围岩各关键点所受应力进行分析．v。一一纠}并对应力过于集中的点．如拱顶进行防护，以公式(8)；免在施工中出现故障，最后，通过对围岩的应力和位移的相关分析．利用容许应力法对围岩对于隧道长期稳定性的分析的长期稳定性进行判定。隧道的长期稳定性主要是受隧道所受应力虽然解析法本身在进行理论数据时很的大小，因此要想分析隧道的长期稳定性，在简单．但是由于计算过程中实际现场隧道分析了围岩长期位移的基础上

8、．还要对隧道应的形状不规则，围岩的物理力学参数也不固力进行公式计算分析，通过相应的经验公式对定．因此．在进行解析法分析时．只能进行围岩各点应力进行简单分析探究。模型建设和一些条件的假设，这也导致解析隧道应力计算法分析的数据与实际数据之间还是有一定出一般的大跨度隧道都不是圆形，因此．在分入，