浅埋倾斜层状围岩隧道变形破坏机制及地质偏压荷载计算方法研究

doi:10.3973/j.issn.2096-4498.2024.S2.010

隧道建设（中英文） ›› 2024, Vol. 44 ›› Issue (S2): 101-107.DOI: 10.3973/j.issn.2096-4498.2024.S2.010

浅埋倾斜层状围岩隧道变形破坏机制及地质偏压荷载计算方法研究

刘建友¹，房旭¹，房倩^{2， *}，王军²

（1. 中铁工程设计咨询集团有限公司，北京 100055； 2. 北京交通大学，北京 100044）

出版日期:2024-12-20 发布日期:2024-12-20
作者简介:刘建友（1982—），男，江西抚州人，2010年毕业于中国科学院，工程地质专业，博士，正高级工程师，主要从事隧道设计及研究工作。 E-mail： 123055796@qq.com。*通信作者，房倩， E-mail： qfang@bjtu.edu.cn。

Deformation and Failure Mechanism of Shallow Inclined-Layered Surrounding Rock Tunnel and Calculation Method of Geological Asymmetrically-Pressurized Load

LIU Jianyou¹, FANG Xu¹, FANG Qian^2，*, WANG Jun²

(1. China Railway Engineering Consulting Group Co., Ltd., Beijing 100055, China; 2. Beijing Jiaotong University, Beijing 100044, China)

Online:2024-12-20 Published:2024-12-20

摘要/Abstract

摘要：

为判别倾斜层状围岩地质偏压和计算偏压荷载，建立考虑倾斜层状围岩结构特征的抽屉模型，提出考虑倾斜层状围岩参数的地质偏压荷载系数计算方法与地质偏压判别标准，分析层状围岩产生地质偏压的影响因素和影响规律，明确倾斜层状围岩变形破坏机制。研究结果表明： 1）岩层面内摩擦角、隧道埋深、岩层倾角对隧道衬砌地质偏压影响较大，隧道埋深与岩层面内摩擦角越大，隧道衬砌地质偏压越小； 2）岩层倾角越大，隧道衬砌地质偏压越大。依托沐川县某隧道支护破损整治工程，通过地质偏压计算与病害机制的对比分析，验证了抽屉模型在描述层状围岩地质偏压方面的有效性。

关键词: 浅埋隧道, 层状围岩, 抽屉模型, 地质偏压, 荷载计算方法

Abstract: To determine and calculate the geological asymmetrically-pressurized load of inclined-layered surrounding rocks, a drawer model considering the structural characteristics of inclined-layered surrounding rocks is established, and the calculation method for geological asymmetrically-pressurized load coefficient and the criterion of recognizing geological asymmetrically-pressurized load are proposed. Additionally, the influencing factors and laws of geological asymmetrically-pressurized load are analyzed, and the deformation and failure mechanism of the inclined-layered surrounding rocks is examined. The results reveal the following: (1) The internal friction angle of the rock face, tunnel buried depth, and rock layer inclination have a greater influence on the geological asymmetrically-pressurized load of the tunnel lining. The larger the tunnel buried depth and the internal friction angle of the rock face, the smaller the geological asymmetrically-pressurized load of the tunnel lining. (2) The larger the inclination angle of the rock layer, the greater the geological asymmetrically-pressurized load of the tunnel lining. A case study is conducted on a remediation project of tunnel support failure in Muchuan County, validating the effectiveness of the drawer model in describing the geological asymmetrically-pressurized load of inclined-layered surrounding rocks.

Key words: shallow tunnel, layered surrounding rock, drawer model, geological asymmetrically-pressurized load, load calculation method

刘建友, 房旭, 房倩, 王军.

浅埋倾斜层状围岩隧道变形破坏机制及地质偏压荷载计算方法研究 [J]. 隧道建设, 2024, 44(S2): 101-107.

LIU Jianyou, FANG Xu, FANG Qian, WANG Jun.

Deformation and Failure Mechanism of Shallow Inclined-Layered Surrounding Rock Tunnel and Calculation Method of Geological Asymmetrically-Pressurized Load [J]. Tunnel Construction, 2024, 44(S2): 101-107.

[1]	杨辉, 裴俊豪, 朱吉斌, 刘宁, 姜晓博, 赖庆招. 大断面浅埋隧道下穿公路进洞施工技术应用研究[J]. 隧道建设, 2022, 42(S2): 440-448.
[2]	郭志, 王西韦, 宫迎雷, 李萍, 孙福滨, 类成龙. 浅埋隧道双护盾TBM洞内拆机技术研究与实践[J]. 隧道建设, 2022, 42(S1): 420-426.
[3]	聂红宾, 谷拴成, 周志强, 张建鹏. 非连续边界荷载影响下隧道围岩压力计算方法[J]. 隧道建设, 2022, 42(8): 1435-1442.
[4]	卿伟宸, 朱勇, 章慧健. 4线车站浅埋隧道施工过程中锚杆受力特性研究[J]. 隧道建设, 2021, 41(5): 749-757.
[5]	陈登开, 钟久强, 余志勇, 蒋亚龙, 朱碧堂. 基于极限分析的复合地层浅埋隧道掌子面上限支护压力研究[J]. 隧道建设, 2021, 41(10): 1708-1716.
[6]	张春武. 浅埋隧道爆破施工中邻近框架结构的振动响应分析[J]. 隧道建设, 2020, 40(S2): 93-99.
[7]	何玉珠, 刘济遥, 张智勇, 曹豪荣, 雷明锋. 高丽营隧道围岩压力有限元-上限法计算方法研究[J]. 隧道建设, 2020, 40(S1): 209-215.
[8]	姜学鹏，吴锦东. 城市浅埋隧道竖井排烟烟气逆流的影响研究[J]. 隧道建设, 2019, 39(3): 370-377.
[9]	吴迪，陈子全，甘林卫，代光辉. 高地应力深埋层状围岩隧道非对称变形受力机制研究[J]. 隧道建设, 2018, 38(11): 1813-1821.
[10]	石先火，戴远全，郭建强. 岩堆体隧道洞口浅埋段开挖进尺的计算与分析--以云南麻昭高速公路赵家屋隧道为例[J]. 隧道建设, 2015, 35(8): 787-791.
[11]	周宜，王海亮，张祖远，孙松. 城市浅埋隧道下穿建筑物的微振动爆破技术研究[J]. 隧道建设, 2015, 35(1): 89-94.
[12]	邹德臣, 王海亮，王春慧，李川. 基于HHT分析的浅埋隧道爆破振动控制研究[J]. 隧道建设, 2014, 34(8): 760-764.
[13]	王洪昌，马志富，曾青，奂光坤. 忻州隧道下穿大运高速公路技术方案研究[J]. 隧道建设, 2014, 34(11): 1082-1086.
[14]	李宝平，高诗明，王睿, 秦威. 层次权重决策分析法在浅埋隧道开挖方法选择中的应用[J]. 隧道建设, 2013, 33(9): 726-730.
[15]	郑颖人，王永甫 . 隧道稳定性分析与设计方法讲座之一：隧道围岩压力理论进展与破坏机制研究[J]. 隧道建设, 2013, 33(6): 423-430.

浅埋倾斜层状围岩隧道变形破坏机制及地质偏压荷载计算方法研究

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