偏压小间距隧道施工力学行为及围岩破坏规律
2021-09-06柳厚祥庞昌秀查焕奕朱性彬
长江科学院院报 2021年9期
柳厚祥,庞昌秀,查焕奕,朱性彬,李 涛
(长沙理工大学 土木工程学院,长沙 410114)
1 研究背景
在隧道工程设计与施工过程中,由于受到线形要求及工程地质条件的限制,尤其是在偏压荷载作用下,小间距隧道在社会及经济等方面的优势日益突出。根据《公路隧道设计规范》规定:小间距隧道是指两洞室净距较小,在设计和施工过程中需要采取特殊措施的分离式隧道[1]。小间距隧道由于偏压的作用及先后行洞之间的相互影响对隧道围岩的稳定性控制带来了极大的挑战,特别是当隧道间距较小时,地表沉降变化、中间岩柱受力、围岩塑性流动及变形都比较复杂,其稳定性更加难以控制[2-3]。因此,深度了解施工力学行为及围岩破坏规律仍然是偏压小间距隧道研究中的重点课题之一。
国内外研究学者通过不同的理论研究及数值模拟方法对小间距隧道进行了大量研究[4-8]。李伟平等[9]利用数值方法,分析了不同开挖顺序和不同施工法对围岩变形、地表沉降变化及围岩塑性区域分布的影响。张振宇等[10-11]考虑了偏压角度、隧道埋深等因素,推导了偏压小间距隧道围岩计算方法,对围岩薄弱位置提出了合理的加固方案,但是并没有考虑施工工序对围岩压力的影响。杜德持等[12]基于模糊灰色关联理论,通过分析隧道群稳定性判定指标,以确定隧道群施工最优方案;但是其权重的分配部分依靠专家经验,并未进行严格的数学推导。谭忠盛等[13-14]对浅埋偏压小间距黄土隧道围岩与中间岩柱的变形及支护力学行为进行了分析;……
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