偏压隧道围岩压力分布规律理论研究①-湖南科技大学.PDF

第２６卷 第４期 湖南科技大学学报（自然科学版） Ｖｏｌ．２６Ｎｏ．４ 　　 　 ２０１１年　 １２月 ＪｏｕｒｎａｌｏｆＨｕｎａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅＥｄｉｔｉｏｎ） Ｄｅｃ．　２０１１ ① 偏压隧道围岩压力分布规律理论研究 安永林 （湖南科技大学 土木工程学院，湖南 湘潭４１１２０１） 摘　要：结合偏压隧道围岩压力的理论公式，分析偏压隧道围岩压力和破坏范围与地表倾角、埋深和围岩条件的关系．结 果表明：地表倾角越大，则深埋侧的破坏范围越大，而浅埋侧的破坏范围减小；偏压程度随着埋深的增大而减小；破坏范围随 着摩擦角的增大而减小，偏压程度随着计算摩擦角的增大而减小，提高软弱围岩的力学参数可以有效地改善隧道的偏压情 况，而对于质量较好的围岩，改善效果并不明显． 关键词：隧道工程；偏压隧道；围岩压力 中图分类号：Ｕ４５９．２　　　文献标识码：Ａ　　　文章编号：１６７２－９１０２（２０１１）０４－００４７－０４ 　　所谓偏压隧道，就是指由于种种原因引起围岩 压力呈明显的不均匀性，从而使衬砌结构受偏压荷 载的隧道．随着新一轮西部大开发的推进，山区高速 公路和山区铁路建设进一步蓬勃发展，隧道在公路 ［１－４］ 工程和铁路工程中所占的比例也越来越高 ．由 于山区地形复杂多变，路线展线较为困难，因此隧道 洞口偏压等情况就难以避免，尤其在洞口段、沿溪线 和傍山线中表现更为突出． 图１　偏压隧道围岩压力计算示意图 由于偏压隧道受不对称荷载，施工难度较大，需 Ｆｉｇ．１Ｒｏｃｋｐｒｅｓｓｕｒｅｏｆｕｎｓｙｍｍｅｔｒｉｃａｌｐｒｅｓｓｕｒｅｔｕｎｎｅｌ 对偏压隧道施工技术进行研究，目前已有不少学者 和工程技术人员对此展开了大量的研究［５－１０］．本文 １ ２ ２＇ ｔｇ（ｈ ＋ｈ ′） γ θ λ λ ｑ＝ ２ １ １ γｈ． （１） 主要结合偏压隧道围岩压力的理论公式，分析偏压 ｉ [ １－ Ｗ ] ｉ １ 隧道围岩压力和破坏范围与地表倾角、埋深和围岩 式中：ｑ为所讨论点的围岩垂直压力，ｋＰａ；ｈ、ｈ＇为 ｉ １ １ 条件的关系，这对偏压隧道的合理设计、安全施工等 内、外侧由拱顶水平至地面的高度，ｍ；ｈ为所讨论