基于二次正交组合试验的围岩松动圈影响因素分析-论文.pdf

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1、第27卷第3期湖南文理学院学报(自然科学版)Vo1．27NO．32015年9月JournalofHunanUniversityofArtsandScience(ScienceandTechnology)Sep．2015doi：10．3969~．issn．1672-6146．2015．03．017基于二次正交组合试验的围岩松动圈影响因素分析刘亚东(中铁十九局集团公司云桂铁路四标段项目部，广西南宁，530012)摘要：围岩松动圈的形成实质是松动圈内围岩产生碎胀变形，碎胀变形是围岩卸荷扰动产生的松动与破坏，其影响因素包括地下水含量、地

2、应力以及其它地质力学指标如霍克布朗参数等。采用二次正交组合试验的4因素5水平试验方案，并结合地质雷达，按照组合设计表进行了17次野外试验。经过计算得出影响因素的显著性由高至低分别为：霍克布朗参数、和的交互作用及隧道埋深。关键词：霍克布朗参数；围岩松动圈；二次正交组合试验；隧道中图分类号：U458‘文章编号：1672-6146(2015)03~)073-05AnalysisofinfluencefactorsforthebrokenrockzonebasedonquadraticorthogonalmethodLiuYadong(

3、YunguiRailwayDepartment，ChinaRailway19thBureauGroupCoLtd，Nanning530012，China)Abstract：Theessenceofthebrokenrockzoneistheformationofthehulkingdeformationofsurroundingrock，whilethehulkingdeformationofsurroundingrockisproducedbylooseningordamagingaftertheunloadingoftunn

4、els，theinfluencefactorsincludenotonlythegroundwaterandthegroundstress，butalsotheothergeologicalmechanicindicators，suchasHoek—BrownparametersandSOon．Thequadraticorthogonalcombinationexperimentwith4factors5levelschemeisused，andwiththehelpofGroundPenetratingRadar，17time

5、softhefieldtestsarecarriedoutinaccordancewiththecombinationdesigntable．Thetestsresultsfromhightolowarelistedasfollows：theHock-Brownparameters，M，interactionofSandMandtheburieddepthoftunnels．Keywords：Hock-Brownparameters；thebrokenrockzone；quadraticorthogonalmethod；tunn

6、el围岩松动圈理论是分析隧道稳定性的一个重要手段。围岩松动圈的分类方法和所确定的支护形式和参数与现场实际符合，取得了显著的技术、经济与社会效益。工程实践证J，该理论抓住了支护的主要对象，即松动圈的形成实质是松动圈内围岩产生碎胀变形。然而松动圈厚度值多使用超声波测试技术等手段获得，不仅费时，而且费用高昂，限制了松动圈理论的进一步推广应用。因此，研究如何快速准确地获取松动圈厚度值是势在必行的工作。杨志法L3等基于反分析原理，由实际监测值反馈，根据开挖的推进与监测应力和位移的数据变化，进一步验证了围岩松动圈的实际存在。高玮等D1运用人

7、工神经网络来预测围岩松动圈的厚度，避免了传统神经网络存在网络结构及计算参数等不易确定的问题，但没有研究网络权值进化的优化问题。李顺才等L5J采用有限元分析软件ANSYS对不同地应力、围岩强度和跨度的巷道进行了数值模拟，得出最显著的影响因素是地应力，其次为围岩强度，其跨度影响最小，但没有考虑地质力学指标；陈庆发等【6]采用声波对不同采深等变量相异的巷道进行了实测，得出围岩松动圈不同的影响因素，并给出了相对应的经验公式；陈秋红等[7-8]采用FLACⅢ有限元分析软件，通过通信作者：刘亚东，xiuxiu128@qq．com。收稿日期：

8、2015-05—08基金项目：国家自然科学基金(51478065)。74湖南文理学院学报(自然科学版)2015生模拟计算黏聚力强度(0、摩擦角()、围岩压力(P)和洞室跨高比(这4个不同条件下得出的不同松动圈厚度值，并用回归法建立围岩松动圈L=．(尸，e，的关系