基于压力拱理论的双洞隧道最小净距弹塑性分析
2021-08-11付晨涛
居业 2021年7期
关键词:围岩
宋 蕾 付晨涛
(1.西安科技大学高新学院城市建设学院,陕西 西安 710054;2.启迪设计集团股份有限公司,陕西 西安 710054)
随着我国隧道建设的飞速发展,单洞隧道已难满足运输需求,隧道由最初的小直径单洞隧道发展至现在的超大直径双洞隧道,双洞隧道之间的间距取值规范虽有明确,但是实践表明,在目前某些特定的工况下规范的间距取值依旧过于保守,因此,选取双洞隧道间的最优净距是目前迫切需要研究的问题。
当前的研究中,净距的取值多集中在利用数值模拟、现场实际量测和模型模拟方法。而在理论分析方面主要是运用复变函数Schwarz转换的相关数学知识,推导出应力场,从而确定合理净距。
本文以弹塑性理论为基础进行分析,将双洞隧道中间岩柱划分成塑性区和中间核区,利用普氏压力拱理论的相关原理,对双洞隧道中间岩柱体应力分布进行合理化简,从而确定出双洞隧道最小净距的计算公式。
1 双洞隧道压力拱理论
1.1 双洞隧道压力拱的形式
压力拱的形成分以下两种极限状况[1]。
隧道开挖方式,中间岩柱体加固措施合理的情况下,会提高加固后的中间岩柱体承载能力,有效防止岩柱体上方土体的下沉,缩小了压力拱的影响范围,在该状态下,双洞隧道只能出现单侧洞压力拱,且左右隧道的压力拱影响范围互不干扰。
隧道开挖方式,中间岩柱体加固措施不妥的情况下,会导致中间岩柱体承载能力降低,随着岩体上方土体的逐步下沉,这导致了左右洞室的压力拱影响范围逐渐扩大,直至最后在洞室上空两个压力拱相互重合,这就是极限压力拱的形成。……
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