[an error occurred while processing this directive]
 
       首 页  |  期刊介绍  |  编委会  |  投稿指南  |  期刊订阅  |  广告合作  |  留言板  |  联系我们 |  English
现代隧道技术 2020, Vol. 57 Issue (1) :26-35    DOI:
研究与探讨 最新目录 | 下期目录 | 过刊浏览 | 高级检索 << [an error occurred while processing this directive] | [an error occurred while processing this directive] >>
破碎围岩大跨公路隧道结构健康度评价方法研究
(1同济大学,上海 200092;2上海地下基础设施安全检测与养护装备工程技术研究中心,上海 200092;3深圳市交通公用设施建设中心,深圳 518000)
Study on Health Evaluation Method of Large-Span Highway Tunnel with Fractured Surrounding Rocks
(1 Tongji University, Shanghai 200092;2 Shanghai Engineering Research Center of Underground Infrastructure Detection and Maintenance Equipment, Shanghai 200092;3 Shenzhen Transportation Public Facilities Construction Center, Shenzhen 518000)
Download: PDF (5423KB)   HTML (1KB)   Export: BibTeX or EndNote (RIS)      Supporting Info
摘要 目前关于大跨隧道结构在松动荷载作用下的受力变形与损伤演化机理研究相对较少,缺乏运营期隧道结构的健康度评价体系与预警标准,不利于掌握隧道结构的安全状态。针对上述问题,文章通过建立二维及三维数值分析模型,研究了Ⅳ级、Ⅴ级围岩下大跨隧道结构在松动荷载下的受力变形特性,并依据变形及破损特征,建立了5级评价体系与3级预警标准。研究结论为:(1)拱部松动荷载作用下大跨隧道的破坏过程分为四个阶段,分别为设计荷载下的弹性受力阶段、拱部松动荷载下的弹性受力阶段、结构开裂后的塑性工作阶段及加速变形破坏阶段;(2)设计荷载下,采用荷载规范计算方法与三维数值模拟方法得出的隧道变形基本一致,验证了数值计算的可行性。通过数值计算,得出Ⅳ级围岩下结构极限承载力为734 kPa,拱顶沉降6.75 cm,边墙收敛1.56 cm。Ⅴ级围岩下结构极限承载力为812 kPa,拱顶沉降10.47 cm,边墙收敛4.06 cm;(3)以拱顶开裂、局部压屈、拱顶拱腰压屈、拱腰压屈达到衬砌厚度的1/3、钢筋拉断为关键节点,以结构受力、拱顶沉降、边墙收敛为评价指标,建立了Ⅳ级、Ⅴ级围岩下大跨隧道的健康度评价体系及预警标准。
Service
把本文推荐给朋友
加入我的书架
加入引用管理器
Email Alert
RSS
作者相关文章
刘学增 1
2 蔡 鑫 3 丁茂瑞 3 陈福斌 3 邓 枫 3
关键词:   
Abstract: At present, there are few research on the mechanism of deformation and damage evolution of large-span tunnel structure under loose load, lacking health evaluation system and early warning standard of the tunnel structure in operation, which is not conducive to understand the safety state of tunnel structure. Aiming at these problems, this paper studies the mechanical and deformation characteristics of large-span tunnel structure under loose load in the surrounding rocks of grade Ⅳ and Ⅴ by establishing two-dimensional and three-dimensional numerical analysis models. A 5-grade evaluation system and 3-level early warning standard are established based on the characteristics of deformation and damage. It comes to the following conclusions: (1) the failure process of the large-span tunnel under loose load is divided into four stages, namely elastic stress stage under designed load, elastic stress stage under loose load, plastic working stage after structure cracking and accelerated deformation and failure stage;(2) under designed load, the tunnel deformation obtained by three-dimensional numerical simulation method is basically consistent with that by the calculation method of load code, which verifies the feasibility of numerical calcula? tion. By numerical calculation, it is found that in the surrounding rocks of grade Ⅳ, the ultimate bearing capacity is 734 kPa, the crown settlement is 6.75 cm, the convergence of sidewall is 1.56 cm; in the surrounding rocks of grade V, the ultimate bearing capacity is 812 kPa, the crown settlement is 10.47 cm, the convergence of side-wall is 4.06cm; (3) a health degree evaluation system and early warning standard of large-span tunnels in the surrounding rocks of grade IV and V are established by taking the vault cracking, local buckling, vault and haunch buckling, haunch buckling depth reaching 1/3 of lining thickness and rebar tensile rupture as the key nodes and structure stress,crown settlement and side-wall convergence as the evaluation indexes.
KeywordsLarge-span tunnel,   Lining structure,   Health degree,   Fractured surrounding rocks,   loose load     
基金资助:基金项目:深圳市交通公用设施建设中心交通建设工程课题“坪盐通道工程(城市道路特长大断面隧道数字化建管养关键技术研究)” (20160318002B);国家自然科学基金资助项目“松动荷载引起的公路隧道衬砌损伤演化特征及套拱加固的计算方法”(51478342).
作者简介: 作者简介:刘学增(1971-),男,博士,教授级高级工程师,研究生导师,主要从事隧道建设安全风险评估、新型监测检测技术、结构健康诊断及加固设计理论等关键技术研究工作,E-mail: xuezengl@263.net.
引用本文:   
刘学增 1, 2 蔡 鑫 3 丁茂瑞 3 陈福斌 3 邓 枫 3 .破碎围岩大跨公路隧道结构健康度评价方法研究[J]  现代隧道技术, 2020,V57(1): 26-35
LIU Xuezeng1, 2 CAI Xin3 DING Maorui3 CHEN Fubin3 DENG Feng3 .Study on Health Evaluation Method of Large-Span Highway Tunnel with Fractured Surrounding Rocks[J]  MODERN TUNNELLING TECHNOLOGY, 2020,V57(1): 26-35
链接本文:  
http://www.xdsdjs.com/CN/      或     http://www.xdsdjs.com/CN/Y2020/V57/I1/26
 
没有本文参考文献
[1] 李瑞俊1 宋宗莹2 李 琛1 王文斌2 任育珍3,4 蔡建华3,4 张家旭3,4.重载铁路梁家山隧道病害多源融合诊断与处置对策[J]. 现代隧道技术, 2025,62(4): 301-308
[2] 张小龙.桩基荷载作用下地铁盾构隧道结构力学响应分析[J]. 现代隧道技术, 2025,62(4): 82-89
[3] 李克玺1,2 党建东3 张 见3 叶光祥4 王晓军1,2 陈青林1,2 曹世荣2 张 河1,2.基于声发射特征参数的不同类型砂岩破裂特征研究[J]. 现代隧道技术, 2025,62(4): 26-36
[4] 周彩荣1 易黎明1 马山青2 周 蠡3 于金弘4,5.三点加载下高性能纤维混凝土顶管承载特性及配筋方案研究[J]. 现代隧道技术, 2025,62(4): 50-60
[5] 郭永军1 李 超2 郑建国3 于永堂4 朱才辉5.地面堆载对西安黄土地层中既有盾构管片影响研究[J]. 现代隧道技术, 2025,62(4): 61-72
[6] 王永刚1 崔翌堃1 吴九七2,3 黄 俊4 沈 翔2,3 杨 奎4 苏 栋2,3.考虑不同磨损形式下的滚刀受力与磨损对比分析[J]. 现代隧道技术, 2025,62(4): 73-81
[7] 冯冀蒙1,2 宋佳黛1,2 王圣涛3 李艺飞1,2 张俊儒1,2 王好明4 汪 波1,2.填海地层特大断面隧道超长管棚变形控制 效能研究[J]. 现代隧道技术, 2025,62(4): 155-162
[8] 徐才坚1 陈星宇1 雷明林1 张兴龙2 孙怀远2 李晓军2.隧道施工掌子面前方围岩富水性数字孪生与风险决策[J]. 现代隧道技术, 2025,62(4): 90-99
[9] 杨 颖1 倪 凯1 葛 林2 张明飞3 王晓睿4.弱光条件下基于改进Unet模型的隧道渗水病害图像分割[J]. 现代隧道技术, 2025,62(4): 100-110
[10] 苏开春1 付 锐2,3 曾弘锐2,3 冷希乔4 郭 春2,3.基于DBO-A-LSTM的公路隧道短时多步交通量预测[J]. 现代隧道技术, 2025,62(4): 111-121
[11] 熊 颖1,2 张俊儒1,2 范子焱1,2 陈佳豪1,2 马荐驰1,2 陈鹏涛1,2 谭瑞锋3,4.层状软岩中爆破应力波传播与振动衰减特性研究[J]. 现代隧道技术, 2025,62(4): 122-131
[12] 刘 杨1 邵泽楷2 田浩帆2 张汝溪1 郑 波3 王峥峥2.高速公路隧道下穿房柱式煤矿采空区爆破施工煤柱 损伤规律研究[J]. 现代隧道技术, 2025,62(4): 132-144
[13] 罗志洋1 张春瑜2,3 王立川1,2,4,5 徐 烁1 李利平4 王倩倩5 刘志强6.TBM裂隙岩体隧洞涌水机制及注浆堵水研究[J]. 现代隧道技术, 2025,62(4): 145-154
[14] 周弋力1 封 坤1 郭文琦1 张亮亮2 李春林3.超大直径盾构隧道管片纵缝抗弯力学行为与损伤过程研究[J]. 现代隧道技术, 2025,62(4): 163-173
[15] 易 丹1 薛皓匀2 杨绍毅2 喻 波1 封 坤2 林 刚1.盾构隧道管片结构螺栓失效对横向地震响应的影响分析[J]. 现代隧道技术, 2025,62(4): 174-181
Copyright 2010 by 现代隧道技术