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无导洞法连拱隧道先行洞结构安全与支护参数
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作者 王峰 方亚彪 +2 位作者 熊藤根 张洋语 袁松 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第6期2554-2563,共10页
针对目前无导洞法双连拱隧道普遍存在先行洞二次衬砌开裂问题,如何改善其受力特征以保证隧道施工及运营期间的安全性是本文研究的重点。以宜金高速黄角坪隧道工程为背景,采用数值计算方法,重点对先行洞初支厚度、钢拱架间距和二衬厚度... 针对目前无导洞法双连拱隧道普遍存在先行洞二次衬砌开裂问题,如何改善其受力特征以保证隧道施工及运营期间的安全性是本文研究的重点。以宜金高速黄角坪隧道工程为背景,采用数值计算方法,重点对先行洞初支厚度、钢拱架间距和二衬厚度等支护参数对先行洞围岩位移、初支和二衬受力特征的影响开展深入研究,提出了合理优化的支护参数。研究结果表明:随着初支厚度增大或钢拱架间距减小,先行洞围岩位移、二衬主应力不断减小,初支主应力不断增大,其中二衬最大拉应力显著减小,初支厚度为0.28 m或钢拱架间距为0.5 m时较最不利情况减小了15%左右。随着二衬厚度增大,先行洞围岩位移、初支和二衬主应力均显著减小,其中二衬最大拉应力减小尤为显著,二衬厚度为0.7 m时较二衬厚度为0.5 m时减少了23.8%。因此适度增大初支厚度或减小钢拱架间距,同时增大二衬厚度可有效改善二衬受力,建议V级围岩浅埋状态下先行洞初支厚度取0.28 m,对应钢拱架型号I22b,钢拱架间距取0.5 m,二衬厚度取0.7 m。 展开更多
关键词 无导洞法 连拱隧道 结构安全 支护参数 数值计算
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浅埋无中导洞连拱隧道先行洞衬砌承担围岩荷载确定方法 被引量:3
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作者 汤华 姜成业 +2 位作者 邓琴 毕钛俊 秦雨樵 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期1170-1180,共11页
不同于常规隧道衬砌结构,无中导洞连拱隧道先行洞衬砌施作稳定后还要受到邻近后行洞开挖的二次扰动,后行洞开挖对先行洞衬砌受力的影响不可忽视。依托杨家寨公路隧道工程,基于考虑了后行洞开挖影响的隧道围岩压力计算方法,结合现场监测... 不同于常规隧道衬砌结构,无中导洞连拱隧道先行洞衬砌施作稳定后还要受到邻近后行洞开挖的二次扰动,后行洞开挖对先行洞衬砌受力的影响不可忽视。依托杨家寨公路隧道工程,基于考虑了后行洞开挖影响的隧道围岩压力计算方法,结合现场监测位移数据采用荷载-结构法进行位移反分析,提出了一种确定浅埋无中导洞连拱隧道先行洞衬砌承担围岩荷载的方法,最后和衬砌背后围岩荷载现场监测值进行对比验证。研究结果表明:后行洞开挖对先行洞衬砌承担围岩荷载的影响较为显著,监测点增长幅度均值高达142%;先行洞衬砌受力呈现“拱腰较小,拱顶及拱肩较大”的分布规律,且靠近后行洞一侧拱肩位置受力最大;通过现场监测位移反分析得到的先行洞衬砌受力结果和现场监测结果较为一致,论证了该方法的合理性和实用性,研究成果可为无中导洞连拱隧道结构设计提供参考。 展开更多
关键词 荷载结构法 无中导洞连拱隧道 位移反分析 衬砌受力
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无导洞法连拱隧道先行洞仰拱开裂及受力分析 被引量:1
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作者 袁松 王峰 +3 位作者 潘英东 张生 黄钒 李航 《铁道工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第7期56-62,共7页
研究目的:为探明无导洞法连拱隧道先行洞仰拱衬砌开裂的原因,本文首先通过现场监测得到先行洞的受力规律,然后基于该受力特征提出一种考虑后行洞开挖的先行洞荷载-结构计算模型,进而结合现场监测和数值计算分析先行洞仰拱衬砌的开裂原因... 研究目的:为探明无导洞法连拱隧道先行洞仰拱衬砌开裂的原因,本文首先通过现场监测得到先行洞的受力规律,然后基于该受力特征提出一种考虑后行洞开挖的先行洞荷载-结构计算模型,进而结合现场监测和数值计算分析先行洞仰拱衬砌的开裂原因,最后评价先行洞二衬的安全性并给出相应的控制措施。研究结论:(1)当后行洞开挖前,先行洞二衬对称受力且各截面的安全系数大于2.4;当后行洞开挖后,先行洞二衬处于偏压受力状态,仰拱右侧的安全系数仅为1.25,其内表面恰是最大拉应力所在位置,与现场仰拱衬砌的开裂位置吻合;(2)先行洞仰拱衬砌开裂的原因是由于后行洞开挖导致的隧道偏压受力以及仰拱不均匀沉降;(3)提高支护抗力系数有助于改善衬砌结构的安全性,但支护抗力系数高于某值后安全系数变化不大;(4)本研究成果可为相关连拱隧道的设计和施工提供参考。 展开更多
关键词 无导洞法 裂缝成因 数值分析 双连拱隧道 安全性评价
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基于复变函数理论的无中导连拱隧道应力与位移解析解 被引量:3
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作者 毕钛俊 邓琴 +2 位作者 汤华 姜成业 秦雨樵 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期777-787,共11页
无中导连拱隧道由于后行洞衬砌搭接于先行洞衬砌拱腰之上,围岩与衬砌受力情况复杂,开展相应的围岩与衬砌应力和位移分析具有重要的工程意义。基于复变函数理论和Schwarz交替法,提出了深埋条件下考虑衬砌的无中导连拱隧道围岩与衬砌应力... 无中导连拱隧道由于后行洞衬砌搭接于先行洞衬砌拱腰之上,围岩与衬砌受力情况复杂,开展相应的围岩与衬砌应力和位移分析具有重要的工程意义。基于复变函数理论和Schwarz交替法,提出了深埋条件下考虑衬砌的无中导连拱隧道围岩与衬砌应力和变形的计算方法。针对无中导连拱隧道两洞具有共用边界的特点,在利用柯西积分法进行求解时,将单洞衬砌与围岩接触的边界积分条件转化为仅存在单洞时的完整边界积分与共用边界积分之差,对于Schwarz交替法中求解“附加面力”的过程亦进行类似处理。给出共用边界应力与位移的计算方法。通过算例,将上述解析结果和数值仿真结果进行对比,证明了方法的可行性和准确性。 展开更多
关键词 无中导连拱隧道 复变函数 SCHWARZ交替法 应力场 位移场
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无中导洞施工双连拱隧道的数值模拟分析 被引量:11
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作者 赖金星 谢永利 李宁军 《水文地质工程地质》 CAS CSCD 北大核心 2006年第3期68-71,共4页
针对双连拱隧道采用三导洞或中导洞超前施工方法施工工序多、临时支护量大的不足,以黄延高速公路羊泉沟隧道为例,提出在Ⅲ类围岩中采用无中导洞超前施工方法。基于弹塑性有限元方法对其施工过程进行分析,获得了施工各阶段围岩的应力、... 针对双连拱隧道采用三导洞或中导洞超前施工方法施工工序多、临时支护量大的不足,以黄延高速公路羊泉沟隧道为例,提出在Ⅲ类围岩中采用无中导洞超前施工方法。基于弹塑性有限元方法对其施工过程进行分析,获得了施工各阶段围岩的应力、应变状态,以及初期支护和二次衬砌的受力状态。结果表明:在Ⅲ类围岩中连拱隧道采用无中导洞施工方法,围岩和支护结构处于安全状态。分析结果为羊泉沟隧道的顺利贯通提供了有效指导。 展开更多
关键词 无中导洞施工 双连拱隧道 数值模拟 围岩稳定性
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深埋无中导洞连拱隧道围岩压力计算方法研究 被引量:10
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作者 姜成业 汤华 +2 位作者 邓琴 和振海 毕钛俊 《中南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第3期1168-1177,共10页
深埋无中导洞连拱隧道取消了中导洞的施作,具有左右洞先后开挖且为零间距施工的工程特性,目前其围岩压力计算方法尚无统一的标准可循。基于普氏理论,将连拱隧道上部围岩荷载视为拱部基本松散荷载和附加松散荷载之和,考虑先行洞既有支护... 深埋无中导洞连拱隧道取消了中导洞的施作,具有左右洞先后开挖且为零间距施工的工程特性,目前其围岩压力计算方法尚无统一的标准可循。基于普氏理论,将连拱隧道上部围岩荷载视为拱部基本松散荷载和附加松散荷载之和,考虑先行洞既有支护结构对后行洞基本松散荷载的抑制作用以及后行洞施工对先行洞基本松散荷载加剧影响,从而提出深埋条件下无中导洞连拱隧道围岩压力计算方法,最后结合曼腊隧道现场监测断面的试验结果进行对比分析。研究结果表明:(1)围岩岩性越差,后行洞开挖对先行洞基本松散荷载加剧影响越显著,而先行洞既有支护结构对后行洞基本松散荷载的约束作用越弱;(2)先行洞支护结构相比于后行洞承担了较大的围岩荷载,且越靠近中隔墙一侧受力则越为不利;(3)提出的计算方法和现场监测得到的围岩压力分布规律基本一致,论证了所推导公式的合理性和实用性,可为今后类似工程支护结构的设计及优化提供参考。 展开更多
关键词 无中导洞连拱隧道 围岩压力 深埋
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