不同荷载下巷道围岩与管片力学特性的模型试验研究

以顶部逐级加载的方式模拟巷道埋深变化,通过相似模型试验对圆形巷道围岩位移、管片结构轴力和弯矩随顶部荷载增加的变化规律进行研究。试验结果表明,随着荷载的增大,围岩径向位移逐渐增大,且竖直方向围岩的位移明显大于水平方向围岩的位移,而水平方向和竖直方向上会有不同范围的塑性区域产生;管片轴力和弯矩均随着荷载的增大而增大;管片中各处轴力均为压应力,且侧腰处轴力最大,而顶部轴力最小;管片顶部和底部为正弯矩,侧腰处为负弯矩,且两侧腰处弯矩大小接近。接头的位置对管片轴力和弯矩的影响较小。实际工程中可根据巷道深度的变化,适当调整管片结构的设计强度。