基于土压力集中效应的超厚填土明洞荷载计算方法研究

随着高速铁路进入山区城镇,面临着高填、深挖,与市政或城区规划结合建设的问题,出现了超厚填土明挖隧道的案例,目前规范中没有针对超厚填土明洞土压力的计算方法,其荷载标准和计算取值无经验可循。本文依托某超厚回填土铁路明洞隧道,通过数值仿真及现场试验对竖向土压力变化规律及影响因素进行了分析和研究,得出结论如下:(1)回填土荷载不仅与填土高度有关,而且同结构和土体刚度相关;(2)通过土压力的影响因素及作用机理分析,明确了洞顶平面内外土柱沉降差为土压力的关键影响因素;(3)提出明洞竖向土压力大于洞顶土柱重量的土压力集中效应规律,证明了洞顶内外土柱沉降差对明洞产生了附加土压力;(4)提出了指导设计的土压力集中系数变化曲线及土压力计算公式。本研究成果可为明挖隧道结构设计和施工提供借鉴。