特大断面公路隧道扁平率数值分析

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1、公路交通技术2014年6月’第3期TechnologyofHighwayandTransportJun．2014No．3特大断面公路隧道扁平率数值分析王建，胡潇月(1．中国水电顾问集团成都勘测设计研究院有限公司，成都610072；2．四川美姑河水电开发有限公司，成都610072)摘要：以四川省某水电工程特大断面隧道为工程背景，结合工程区岩石力学试验参数，利用有限元分析软件开展不同扁平率下特大断面隧道围岩和支护应力场、位移场等的分析研究，得出特大断面隧道的扁平率合理控制范围及其受力特性，对特大断面隧道的设计优选具有一定的参考价值。关键词：隧道；扁平率；特大断

2、面；施工力学；数值模拟文章编号：1009—6477(2014)03—0090—05中图分类号：U459．2文献标识码：ANumericalAnalysisforFlatnessRatioofKing-sizeSectionHighwayTunnelsWANGJian．HUXiaoyueAbstract：Withtheking-sizesectiontunnelofsomehydropowerprojectinSichuanProvinceasprojectbackground，andincombinationwithmechanicaltestparame

3、tersofrocksinprojectarea，thispaperdevelopsanalysisandstudyofwallrockandsupportstressfieldsanddisplacementfields，etc．ofultra—largesectiontunnelsatdifferentspanratioandobtainsreasonablecontrolrangeandstresscharacteristicsofspanratioofultra-largesectiontunnelsSOastoprovideacertainref

4、erencevaluesfordesignoptimizationofultra-largesectiontunnels．Keywords：tunnel；spanratio；king—sizesection；constructionmechanics；numericalsimulation通常，同时满足下述3个条件的隧道，可定义为取得合适的扁平率是特大断面隧道设计中的关特大断面隧道：开挖面积在200m以上；扁平率(高键。在合适的扁平率下，特大断面隧道整体受力相宽比)小于0．65(含仰拱)或0．55(不含仰拱)；断面对合理，同时又不浪费断面空间J。因此，对特

5、大断形状近似为椭圆型扁平状【1j。随着我国公路交通事面隧道的扁平率进行研究，分析特大断面隧道的扁业的迅猛发展，特大断面公路隧道逐渐增多。目前平率合理控制范围及其受力特性，对特大断面隧道已建或在建的单洞4车道公路隧道基本都属于扁平的设计具有重要意义。特大断面隧道之列J。另外，某些椭圆型的隧道或地下建筑，某一部分因加宽、平交、分岔、改线等原1工程实例及计算工况因而满足上述条件的隧道段也可称为扁平特大断面本文基于四川省某水电工程一特大断面隧道开隧道。扁平特大断面公路隧道特点鲜明，能够缓解展扁平率数值分析，以研究特大断面隧道扁平率对高密度的交通流量，势必将成为未来

6、隧道结构形式隧道受力影响。该隧道因特殊功能需要，需保证的主流。19．5m宽的路面宽度，考虑人行道以及支护厚度特大断面隧道拟合断面时，根据以往的隧道建后，整个隧道开挖宽度达到23．4mJ。该隧道所处设经验，如仍按一般2车道公路隧道的断面设计，势围岩级别为Ⅲ级，埋深98m，围岩力学参数通过工必会造成施工时开挖面浪费和隧道建成后空间浪程区岩石力学试验得到，见表1。费，造成断面利用率降低。因此，特大断面隧道一般为了系统分析扁平率影响，在固定隧道所需宽设计成扁平状。例如，单洞4车道公路隧道设计为度的基础上，通过3心圆不同的断面参数拟合开挖合适的扁平状，可减少开挖面积

7、20m以上。轮廓，即结合隧道断面图设计了7种扁平率的断面收稿日期：2013—12—16作者简介：王建(1985一)，男，福建省福安市人，硕士，工程师公路交通技术2014生析，得到以下结论：式的初期支护结构。1)特大断面隧道扁平率过大或过小均不利于有效利用隧道空间。结合特大断面隧道的力学特性参考文献及数值分析，隧道断面的扁平率控制在0．481～关宝树．隧道及地下工程[M]．成都：西南交通大学出0．506之间较为合适，既能满足稳定性要求，又能优版社，2000．化净空布置，提高隧道断面利用率。谢东武．特大断面大跨隧道断面型式和支护参数优化2)随着断面扁平率减小，

8、隧道开挖时所引起的[D]．上海：同济大学，2007．松弛荷载随之增