地震动荷载下深埋巷道压力拱高度响应规律的数值模拟研究

为了揭示深埋直墙拱形巷道压力拱高度在单向水平地震动荷载下的响应规律,基于FLAC^(3D)数值模拟和经典弹塑性理论,研究了围岩级别、巷道埋深、地震动荷载强度和地震动荷载作用时间对拱顶竖直方向上的围岩压力拱高度的影响规律。根据数值模拟结论,建立围岩压力拱的多元回归预测模型,并通过对比分析验证了结论的正确性。建立了压力拱高度与围岩级别、巷道埋深、地震动荷载强度和地震动荷载作用时间的相应关系式。研究结果表明,各因素影响程度大小排序为:围岩等级>动荷载强度>动荷载作用时间>巷道埋深。研究成果可为深埋巷道施工和抗震支护设计提供一定的指导。

岩质隧道深浅埋划分方法及判别标准探讨

传统的深埋与浅埋隧道划分方法以普氏压力拱理论为基础,由于普氏理论的局限性,这种划分方法不尽合理。鉴于此,文章将有限元极限分析法应用于隧道深浅埋划分中,提出了隧道深浅埋划分的三条原则。对于Ⅳ级、Ⅴ级围岩的岩质隧道,根据隧道的破坏模式划分深埋与浅埋,破裂面贯通至地表即为浅埋隧道,破裂面没有贯通至地表即为深埋隧道,并利用有限元强度折减法求出浅埋隧道压力拱高度,以此作为深浅埋分界线;对于围岩等级高的岩质隧道,以无衬砌隧道稳定安全系数来划分深浅埋,安全系数大于等于1.5时为深埋隧道,安全系数小于1.5时还要根据破坏模式进行深浅埋判断。此外,深浅埋隧道划分还应考虑环境、施工、地质构造、不稳定块体等因素的影响,由此可能造成围岩整体塌落,形成松散压力。最后,文章建议对于深埋隧道可按弹塑性数值分析计算,而对浅埋隧道除按弹塑性数值分析外,还需按浅埋松散荷载依据荷载-结构模式分析,以确保安全。