考虑空间效应的岩堆体隧道管棚力学模型研究

作     者：丁祖德 付江 刘新峰 黄娟 DING Zude;FU Jiang;LIU Xinfeng;HUANG Juan

作者机构：昆明理工大学建筑工程学院云南昆明650500 中南大学土木工程学院湖南长沙410075 

出 版 物：《铁道学报》 (Journal of the China Railway Society)

年 卷 期：2018年第40卷第7期

页      面：121-127页

核心收录：

学科分类：081406[工学-桥梁与隧道工程] 08[工学] 0814[工学-土木工程] 082301[工学-道路与铁道工程] 0823[工学-交通运输工程] 

基　　金：国家自然科学基金(51768028 51308270) 

主　　题：岩堆体隧道 管棚 变基床系数 空间效应 力学行为 

摘      要：针对现有管棚弹性地基梁模型中基床系数确定方法的不足,研究不同弹性模量、泊松比以及围岩应力释放率下岩堆体隧道洞口段掌子面附近围岩基床系数的分布规律,建立考虑空间效应的岩堆体隧道管棚弹性地基梁模型,进一步结合某岩堆体隧道工程实践,分析了管棚挠度分布的影响因素。结果表明:考虑隧道开挖空间效应的管棚弹性地基梁模型与实测更接近,可以更真实地反映管棚的受力变形行为。管棚变形行为与围岩弹性模量、泊松比等力学参数,开挖进尺、开挖高度、管棚钢管刚度等施工参数,以及应力释放率、隧道埋深等因素密切相关,影响因素多,力学机制较为复杂。对于岩堆体隧道浅埋段,开挖进尺宜取1m左右,开挖高度取3~6m间较合适,宜采用108mm及以上大直径管棚,并采取预加固措施。结论可为岩堆体隧道洞口浅埋段施工参数的合理选择提供理论依据。