高速铁路大断面深埋黄土隧道围岩压力计算方法_王明年 .pdf
30卷,第5期中国铁道科学Vo.l30No.5
高速铁路大断面深埋黄土隧道围岩压力计算方法_王明年--第1页
2009年9月CHINARAILWAYSCIENCESeptember,2009
文章编号:1001-4632(2009)05-0053-06
高速铁路大断面深埋黄土隧道围岩压力计算方法
111,2223
王明年,郭军,罗禄森,杨建民,喻渝,谭忠盛
(1.西南交通大学土木工程学院,四川成都610031;2.中铁二院工程集团有限责任公司,四川成都610031;
3.北京交通大学土木建筑工程学院,北京100044)
摘要:依托郑西铁路客运专线大断面深埋黄土隧道洞群,进行现场围岩压力量测试验,得到不同黄土地
层的围岩压力,发现围岩压力沿隧道全断面分布相对较为均匀。采用太沙基松散体围岩压力理论、铁路隧道设
计规范深埋围岩压力公式、普氏理论、卡柯理论4种方法分别计算围岩压力,并与实测值对比。结果表明,基
于太沙基理论的计算值最接近实测值,且具有一定的安全余量,因此推荐采用太沙基理论计算大断面深埋黄土
隧道的围岩压力量值。依据实测围岩压力的垂直与水平分量沿隧道跨度与高度方向的统计规律,确定垂直方向
与水平方向围岩压力的计算图式。分析指出,垂直方向围岩压力计算图式可采用均匀分布或“尖峰”形分布,
水平方向围岩压力计算图式可采用“鼓肚子”形分布。
关键词:黄土隧道;大断面;围岩压力;计算方法
中图分类号:U451.2;U452.12文献标识码:A
郑州—西安铁路客运专线(以下简称郑西线)的参考意义。
穿越河南与陕西两省,该地区是我国黄土分布的主
要区域之一。沿线黄土隧道总延长约50km,占全1现场围岩压力量测方案
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线隧道总长的65%,隧道开挖面积大于160m,
部分大于170m2,跨度大于15m,属于超大断面根据郑西线沿线老黄土(Q,Q)、新黄土
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隧道。由于跨度及断面面积的增加,导致围岩压力(Q)的分布状况及埋深情况,设计了现场量测试
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发生较大变化,而黄土是一种特殊性质的土,该类验方案。选择涵盖Q,Q,Q3种黄土地层的张
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型隧道围岩压力的变化规律与普通岩土不同,尤其茅、贺家庄、函谷关等3座隧道进行围岩压力量
是深埋条件下围岩压力大小与规律尚不为人所知。测,共计布置10个量测断面,每个断面在初支—
既有的研究成果[1-7]已经不能满足现实的需要,现围岩间布置11个测点,采用双模压力盒量测。量
行规范[8]也没有给出深埋黄土隧道荷载大小的计算测断面的布置详见表1,量测点布置如图1所示。
方法。因此,需要对大断面深