亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        隧道洞口淺埋段大管棚受力分析

        2012-12-19 02:07:28劉智勇陳煒韜
        水電站設(shè)計(jì) 2012年1期
        關(guān)鍵詞:圍巖

        李 毅,劉智勇,陳煒韜

        (中國(guó)水電顧問(wèn)集團(tuán)成都勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院 交通分院,四川 成都 610072)

        1 前 言

        隨著我國(guó)交通和隧道施工技術(shù)的發(fā)展,越來(lái)越多的隧道穿越軟弱圍巖破碎帶。在這些圍巖地質(zhì)情況差的地段,特別是隧道洞口淺埋段,多采用注漿管棚作為超前支護(hù)措施,以防止土層坍塌和地表大量下沉。

        管棚預(yù)加固技術(shù),主要以梁理論、拱殼理論和彈性地基梁理論分析管棚的受力變形特征,這三種理論分析方法各有其優(yōu)缺點(diǎn)[1],因此實(shí)際運(yùn)用中常借助有限元分析方法獲得管棚的設(shè)計(jì)參數(shù)和受力狀態(tài)[2,3]。本文以溪洛渡水電站交通工程某公路隧道洞口淺埋段管棚預(yù)加固為工程實(shí)例,通過(guò)有限差分法數(shù)值計(jì)算,研究掌子面開(kāi)挖時(shí)不同位置管棚的內(nèi)力、位移變化規(guī)律及圍巖內(nèi)塑性區(qū)變化規(guī)律。

        2 工程概況及計(jì)算基礎(chǔ)

        2.1 工程概況

        溪洛渡水電站交通工程某公路隧道進(jìn)洞口段最小埋深為11m,圍巖由坡積亞黏土,全﹑強(qiáng)風(fēng)化炭質(zhì)泥巖,弱風(fēng)化炭質(zhì)泥巖組成。巖層呈灰黑色,夾碎塊,松散結(jié)構(gòu),屬Ⅴ級(jí)圍巖,洞頂易產(chǎn)生大規(guī)模坍塌,為此進(jìn)行大管棚預(yù)支護(hù)。

        本隧道采用臺(tái)階法施工,隧道拱部120°范圍采用φ108大管棚進(jìn)行超前預(yù)加固,管棚長(zhǎng)L=32m,搭接長(zhǎng)度3m,環(huán)向間距40cm。初期支護(hù)為噴錨型鋼鋼架支護(hù),其中噴射C25混凝土厚度28cm;錨桿采用φ25中空注漿桿,L=4m,間距80cm×80cm,梅花形布置;型鋼鋼架采用I18工字鋼,間距0.75m;φ8鋼筋網(wǎng),間距15cm×15cm。

        2.2 計(jì)算分析基礎(chǔ)

        (1)計(jì)算參數(shù)。圍巖的物理力學(xué)指標(biāo)見(jiàn)表1。

        表1 圍巖的物理力學(xué)參數(shù)

        (2)計(jì)算模型。計(jì)算模型范圍:上部至地表,最小埋深11m,仰坡為28°;下部取至隧道仰拱以下30m;隧道中心線左右各取35m。沿隧道縱向取35m進(jìn)行三維計(jì)算,隧道左、右有水平約束,下部有垂直約束,地表為自由邊界。模型中,用實(shí)體單元模擬圍巖、初期支護(hù)及管棚。根據(jù)管棚實(shí)際直徑以及漿液擴(kuò)散范圍取管棚單元面積為20cm×20cm,管棚軸心間距為40cm。初期支護(hù)中的鋼架通過(guò)等效提高初期支護(hù)參數(shù)進(jìn)行模擬[4]。計(jì)算整體模型見(jiàn)圖1。

        計(jì)算中每循環(huán)進(jìn)尺1.4m,初期支護(hù)緊跟掌子面開(kāi)挖。下臺(tái)階滯后上臺(tái)階30.8m,循環(huán)進(jìn)尺也為1.4m。

        3 計(jì)算結(jié)果及分析

        為了分析方便,取拱頂、拱部左側(cè)30°、60°三根管棚(分別對(duì)應(yīng)1號(hào)、2號(hào)、3號(hào)管棚)為分析對(duì)象,每根管棚縱向單元長(zhǎng)度1.4m。根據(jù)計(jì)算結(jié)果,分析掌子面上臺(tái)階為14.0m(對(duì)應(yīng)于管棚11號(hào)單元處,此時(shí)模型中下臺(tái)階未開(kāi)挖)和下臺(tái)階為11.2m(對(duì)應(yīng)于管棚8號(hào)單元處,此時(shí)模型中上臺(tái)階已全部開(kāi)挖)時(shí)1號(hào)、2號(hào)、3號(hào)管棚的縱向內(nèi)力及位移變形規(guī)律。

        圖1 淺埋洞口段大管棚受力分析模型

        3.1 大管棚內(nèi)力變化規(guī)律

        3.1.1 管棚剪力

        1號(hào)、2號(hào)、3號(hào)管棚剪力大小在管棚縱向長(zhǎng)度上分布規(guī)律見(jiàn)圖2。分析圖2可知:

        (1)上臺(tái)階開(kāi)挖將引起管棚剪力劇烈變化,下臺(tái)階開(kāi)挖影響不大。

        (2)管棚剪力值大小為1號(hào)>2號(hào)>3號(hào),最大值位于掌子面前方[1.5m,3.0m]范圍內(nèi)。1號(hào)管棚剪力最大值為24kN,2號(hào)管棚剪力最大值16kN,3號(hào)管棚剪應(yīng)力最大值12kN。

        (3)管棚剪力在掌子面前后[-1m,6m]范圍內(nèi)為正,其它部位為負(fù)且基本穩(wěn)定。

        3.1.2 管棚軸力及彎矩

        1號(hào)、2號(hào)、3號(hào)管棚軸力及彎矩大小在管棚縱向長(zhǎng)度上分布規(guī)律見(jiàn)圖3、4。軸力為正表示軸向受拉,彎矩為正表示管棚下側(cè)受拉。

        由圖3、4可知:

        (1)上臺(tái)階開(kāi)挖將引起管棚軸力和彎矩變化,下臺(tái)階開(kāi)挖對(duì)管棚軸力和彎矩影響不大。

        (2)管棚軸力最大值變化不大,最大值位于掌子面開(kāi)挖處。1號(hào)管棚軸力最大值為44kN,2號(hào)管棚軸力最大值為42kN,3號(hào)管棚軸力最大值為45kN。

        圖2 掌子面推進(jìn)時(shí)管棚剪力縱向分布規(guī)律

        圖3 掌子面推進(jìn)時(shí)管棚軸力縱向分布規(guī)律

        圖4 掌子面推進(jìn)時(shí)管棚彎矩縱向分布規(guī)律

        (3)管棚軸力分布以掌子面為分界點(diǎn),掌子面前方受拉,后方受壓。掌子面對(duì)管棚軸力影響范圍:在掌子面前方大約6m范圍,掌子面后方大約2m范圍。

        (4)管棚彎矩最大值變化不大,最大值位于掌子面附近。1號(hào)管棚彎矩最大值為0.7kN·m,2號(hào)管棚彎矩最大值為0.6kN·m,3號(hào)管棚彎矩最大值為0.5kN·m。

        (5)掌子面對(duì)管棚彎矩影響范圍:在掌子面前方大約5m范圍、掌子面后方大約7m范圍。

        3.2 大管棚位移變化規(guī)律

        1號(hào)、2號(hào)、3號(hào)管棚位移在管棚縱向長(zhǎng)度上分布規(guī)律見(jiàn)圖5。位移為負(fù)表示管棚向隧道內(nèi)變形。

        分析圖5可知:

        (1)上臺(tái)階開(kāi)挖將引起管棚位移變化,下臺(tái)階開(kāi)挖對(duì)管棚位移影響不大。位移在縱向是連續(xù)光滑分布的,在掌子面處沒(méi)有出現(xiàn)位移的突變。

        (2)開(kāi)挖過(guò)程中,管棚最大位移位于進(jìn)口處。1號(hào)管棚位移最大值為2.4mm,2號(hào)管棚位移最大值為2.9mm,3號(hào)管棚位移最大值為3.2mm。

        (3)掌子面對(duì)管棚位移影響范圍:在掌子面前方大約15m范圍,變化劇烈段大約為7m;掌子面后方大約10m范圍,變化劇烈段大約為5m左右。

        圖5 掌子面推進(jìn)時(shí)管棚位移縱向分布規(guī)律

        3.3 圍巖內(nèi)塑性區(qū)

        圍巖內(nèi)塑性區(qū)的發(fā)展情況見(jiàn)圖6、7。

        由圖6、7可以看出:

        (1)掌子面前方已出現(xiàn)受拉破壞和受剪破壞,其塑性區(qū)范圍超過(guò)4m,說(shuō)明大管棚的搭接長(zhǎng)度應(yīng)該在4m以上,設(shè)計(jì)的管棚搭接長(zhǎng)度為3m顯然不合適,應(yīng)增加搭接長(zhǎng)度。

        (2)隧道邊墻和墻腳圍巖出現(xiàn)了小范圍的塑性區(qū),深度在2m左右,故系統(tǒng)錨桿的設(shè)置長(zhǎng)度應(yīng)大于2m。

        (3)隧道拱部沒(méi)有產(chǎn)生塑性區(qū),說(shuō)明通過(guò)大管棚預(yù)支護(hù)的加固作用,提高了拱部圍巖的自穩(wěn)能力,加固效果很好。

        4 結(jié) 論

        (1)管棚剪力、軸力、彎矩及位移變化受上臺(tái)階掌子面開(kāi)挖影響明顯,受下臺(tái)階開(kāi)挖影響較小。

        (2)掌子面開(kāi)挖至一定時(shí),拱頂管棚的剪力值最大,從拱頂向左、右側(cè)逐漸減??;各管棚剪力最大值位于掌子面前方[1.5m,3.0m]范圍內(nèi)。

        (3)管棚軸力和彎矩最大值位于掌子面開(kāi)挖處。掌子面開(kāi)挖對(duì)管棚軸力影響范圍為掌子面前后[-2m,6.0m],對(duì)管棚彎矩影響范圍為掌子面前后[-7m,5.0m]。

        圖6 上臺(tái)階開(kāi)挖至19.6m時(shí)圍巖內(nèi)塑性區(qū)

        圖7 下臺(tái)階開(kāi)挖至21.0m時(shí)圍巖內(nèi)塑性區(qū)

        (4)掌子面開(kāi)挖過(guò)程中,位移曲線呈連續(xù)光滑分布,掌子面開(kāi)挖對(duì)管棚位移的影響范圍為掌子面前后[-10m,15.0m]。

        (5)掌子面前方圍巖塑性區(qū)范圍超過(guò)4m,說(shuō)明管棚搭接長(zhǎng)度應(yīng)大于4m;同時(shí)根據(jù)邊墻和墻腳圍巖塑性區(qū)范圍確定系統(tǒng)錨桿長(zhǎng)度應(yīng)大于2m。

        參考文獻(xiàn):

        [1] 關(guān)寶樹(shù).隧道及地下工程專(zhuān)題技術(shù)一輔助工法概論[M].成都:西南交通大學(xué)出版社,1998.

        [2] W L Tan,P G Ranjith.Numerical Analysis of Pipe Roof Reinforcement in Soft Ground Tunnelling[C]∥Proc.of the 16th International Conference on Engineering Mechanics.ASCE,Seattle,USA,2003.

        [3] 程小彬.地下工程管棚支護(hù)有限元分析[D].西安:西北工業(yè)大學(xué),2007.

        [4] 李術(shù)才,朱維申.彈塑性大位移有限元方法在軟巖隧道變形預(yù)估系統(tǒng)研究中的應(yīng)用[J].巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào),2002,21(4):466-470.

        猜你喜歡
        圍巖
        軟弱圍巖鐵路隧道超前預(yù)加固適用性研究
        隧道開(kāi)挖圍巖穩(wěn)定性分析
        軟弱破碎圍巖隧道初期支護(hù)大變形治理技術(shù)
        江西建材(2018年4期)2018-04-10 12:37:22
        不同水平應(yīng)力下深部回采巷道圍巖變形破壞特征
        深部沿空巷道圍巖主應(yīng)力差演化規(guī)律與控制
        復(fù)雜巖層大斷面硐室群圍巖破壞機(jī)理及控制
        滑動(dòng)構(gòu)造帶大斷面弱膠結(jié)圍巖控制技術(shù)
        山西煤炭(2015年4期)2015-12-20 11:36:18
        采空側(cè)巷道圍巖加固與巷道底臌的防治
        地面荷載及圍巖自重作用下淺埋隧道的圍巖應(yīng)力解
        考慮中主應(yīng)力后對(duì)隧道圍巖穩(wěn)定性的影響
        欧美一级色图| 色综合久久久无码中文字幕| 东北女人毛多水多牲交视频| 中文字幕av在线一二三区| 制服丝袜人妻中出第一页| 国产精品美女白浆喷水| 91国产超碰在线观看| 蜜桃传媒网站在线观看| 成年女人黄小视频| 久久福利青草精品免费| 国产男女乱婬真视频免费| 在线观看一区二区三区在线观看| 国内免费高清在线观看| 欧美变态口味重另类在线视频| 亚洲av永久无码精品水牛影视| 国产色av一区二区三区| 天天摸夜夜摸夜夜狠狠摸| 国产目拍亚洲精品一区二区| 免费国产在线精品三区| 国产一区二区三区我不卡| 色综合色狠狠天天综合色| 国产最新在线视频| 中文字幕精品乱码一二三区| 色狠狠一区二区三区中文| 国产97色在线 | 日韩| 成人性生交大片免费看r| 无码熟妇人妻AV不卡| 日韩女同在线免费观看| 国产人妻熟女高跟丝袜图片| 人人爽人人爽人人爽| 无码av一区在线观看| 久久久亚洲av成人乱码| 精品国产三级a∨在线| 97se在线| 日本在线免费一区二区三区| 无套内射在线无码播放| 久久久久久国产精品美女| 免费大学生国产在线观看p| 亚洲中文字幕日韩综合| 麻豆精品国产精华精华液好用吗 | av网站免费线看|