高填矩形、拱形截面明洞土压力差异性规律研究

doi:10.3973/j.issn.2096-4498.2018.11.002

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隧道建设（中英文） ›› 2018, Vol. 38 ›› Issue (11): 1765-1771.DOI: 10.3973/j.issn.2096-4498.2018.11.002

高填矩形、拱形截面明洞土压力差异性规律研究

王焕¹，李盛²

(1. 中铁十四局集团有限公司，山东济南 250014； 2. 兰州交通大学土木工程学院，甘肃兰州 730070）

收稿日期:2018-01-15 修回日期:2018-07-03 出版日期:2018-11-20 发布日期:2018-12-02
作者简介:王焕（1964—），男，山东蒙阴人，1985年毕业于石家庄铁道学院，铁道建筑专业，硕士，教授级高级工程师，主要从事桥梁与隧道方面的研究与企业管理工作。Email： gcjsb1901@163.com。
基金资助:
国家自然科学基金资助项目（51668036）；甘肃省高等学校科学研究一般项目（2017A-111）

Study of Difference Laws of Earth Pressure between Highfilled Opencut Tunnels with Rectangular and Arched Crosssection

WANG Huan¹, LI Sheng²

(1. China Railway 14th Bureau Group Co., Ltd., Jinan 250014, Shandong, China; 2. School of Civil Engineering, Lanzhou Jiaotong University， Lanzhou 730070， Gansu, China)

Received:2018-01-15 Revised:2018-07-03 Online:2018-11-20 Published:2018-12-02

摘要/Abstract

摘要：

为了得到矩形、拱形截面明洞土压力随填土高度的变化规律，采用模型试验与数值模拟相结合的方法进行研究，得到以下结果： 1）截面形式对明洞土压力大小影响很大，且基础刚度不同，差异性明显。拱形截面明洞洞顶轴线处竖向土压力大于矩形截面明洞。2）刚性基础拱形截面明洞洞顶同一平面竖向土压力变化呈减小—平缓的趋势，而柔性基础呈减小—增大—平缓的趋势；矩形截面明洞呈增大—减小—平缓的趋势。3）刚性基础明洞洞顶同一平面水平土压力分布形式呈现出2个拱形，而柔性基础明洞仅在洞顶上方出现1个拱形。4）刚性基础拱形、矩形截面明洞洞顶至0.6倍洞高范围内土体位移分别呈“W”、“双V”形分布，0.6～3倍洞高内均呈“V”形分布，3倍洞高以上无相对沉降，而柔性基础明洞土体位移在0～3倍洞高内均为“V”形，3倍洞高以上无相对沉降。

关键词: 高填明洞, 隧道截面形式, 差异性规律, 土压力, 位移, 基础刚度

Abstract:

The model test and numerical simulation are adopted to study the variation rule of earth pressure of rectangular and arched opencut tunnels with filling height. The results obtained include: (1) The tunnel crosssection form has a great influence on earth pressure, and the influence varies under different foundation stiffnesses. The vertical earth pressure on the top axis of opencut tunnel with arched crosssection is greater than that of opencut tunnel with rectangular crosssection. (2) The variations of conplane vertical earth pressures of arched opencut tunnel with rigid foundation and flexible foundation present a decreasinggentle trend and a decreasingincreasinggentle trend, respectively; and that of rectangular opencut tunnel presents an increasingdecreasinggentle trend. (3) Two arches are presented as the distribution forms of the conplane horizontal earth pressures of opencut tunnel with rigid foundation, while only one arch is appeared above the top of opencut tunnel with flexible foundation. (4) The soil displacements of rectangular and arched opencut tunnels with rigid foundation present a W shape and a dualV shape from the top to 0.6 times tunnel height, respectively; they present a V shape in the range of 0.6 to 3 times tunnel height, and no relative settlement occurs above 3 times tunnel height; the soil displacements of rectangular and arched opencut tunnels with flexible foundation present a V shape in the range of 0 to 3 times tunnel height, and no relative settlement occurs above 3 times tunnel height.

Key words: highfilled opencut tunnel, tunnel crosssection form, difference law, earth pressure, displacement, foundation stiffness

中图分类号:

U 456

王焕，李盛. 高填矩形、拱形截面明洞土压力差异性规律研究[J]. 隧道建设, 2018, 38(11): 1765-1771.

WANG Huan, LI Sheng. Study of Difference Laws of Earth Pressure between Highfilled Opencut Tunnels with Rectangular and Arched Crosssection[J]. Tunnel Construction, 2018, 38(11): 1765-1771.

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高填矩形、拱形截面明洞土压力差异性规律研究

Study of Difference Laws of Earth Pressure between Highfilled Opencut Tunnels with Rectangular and Arched Crosssection

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