高地应力软岩隧道分级让压支护结构的力学特性分析 |
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引用本文: | 董建华,徐斌,吴晓磊.高地应力软岩隧道分级让压支护结构的力学特性分析[J].中国公路学报,2024(3):342-355. |
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作者姓名: | 董建华 徐斌 吴晓磊 |
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作者单位: | 1. 兰州理工大学甘肃省土木工程防灾减灾重点实验室;2. 兰州理工大学西部土木工程防灾减灾教育部工程研究中心 |
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基金项目: | 国家自然科学基金项目(52178335); |
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摘 要: | 针对高地应力软岩隧道中让压支护结构让压量小、协同性差等不足,基于合理释放围岩应力及协同变形机理,提出了具备两阶段让压功能的隧道分级让压支护结构。根据两阶段变形特点,基于荷载结构法,建立了分阶段力学简化计算模型,揭示了让压结构变形与围岩压力间的相互关系。此外,通过收敛约束法建立数值分析模型,对比强支护和让压支护时的围岩变形特点,揭示了让压支护结构应力分布规律。结果表明:让压点决定了结构进入让压阶段的时机,让压点过小将导致结构急速失稳,不满足围岩的早期变形控制要求,让压点过高则不利于结构让压变形的完全释放,延缓结构稳定时间,影响围岩稳定;增大让压量可显著释放围岩应力,降低结构受力,保障支护结构的稳定性。合理调控两阶段的让压量分担,可提高内拱架的稳定性,减小内拱架的应力集中,提高结构承载能力。所提出的分级让压支护结构通过两阶段让压达到提高让压量、释放围岩应力、减小结构受力的目的,保障了隧道围岩稳定,可为高地应力软岩环境下的支护措施提供借鉴。
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关 键 词: | 隧道工程 高地应力软岩 让压支护 力学分析 应力释放 |
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