增湿条件下的膨胀土隧道衬砌安全系数分析

增湿条件下的膨胀土隧道衬砌安全系数分析

论文摘要

膨胀土具有遇水膨胀软化、失水收缩开裂的特性,常引发工程安全问题。目前,关于膨胀土隧道的研究多集中于施工过程,而并未考虑到运营过程中增湿条件对膨胀土隧道衬砌结构受力的影响。针对该问题,以平山膨胀土隧道项目为背景,根据渗流场和温度场控制微分方程的相似性,运用FLAC3D温度模块模拟降雨入渗过程。研究了降雨入渗过程中隧道二次衬砌的弯矩和轴力随膨胀率的变化规律。探讨了增湿过程对衬砌结构受力以及安全系数的影响。结果表明:含水率和膨胀率的增加使得二次衬砌弯矩与轴力产生显著变化。增湿过程使得围岩衬砌安全系数显著降低。建议在膨胀土隧道设计中,充分考虑膨胀率与干湿循环的影响,选用更加保守的安全系数。

论文目录

  • 0 引言
  • 1 温度场模拟降雨膨胀过程
  •   1.1 温度场理论
  •   1.2 温度场和湿度场控制微分方程
  • 2 工程概况及参数选取
  •   2.1 工程概况
  •   2.2 围岩物理力学参数及支护参数
  • 3 数值计算
  •   3.1 数值模型及边界条件
  •   3.2 计算工况
  • 4 计算结果分析
  •   4.1 增湿过程中衬砌受力变化
  •     4.1.1 二衬弯矩
  •     4.1.2 二衬轴力
  •     4.1.3 安全系数
  •   4.2 衬砌受力与膨胀率关系
  •     4.2.1 二衬弯矩
  •     4.2.2 二衬轴力
  •     4.2.3 二衬安全系数
  • 5 结论与建议
  • 文章来源

    类型: 期刊论文

    作者: 余泽新,杨幼江

    关键词: 膨胀土,隧道,膨胀率,增湿,安全系数

    来源: 地下空间与工程学报 2019年S1期

    年度: 2019

    分类: 工程科技Ⅱ辑

    专业: 公路与水路运输

    单位: 中交第二公路勘察设计研究院有限公司

    分类号: U455.91

    页码: 436-442

    总页数: 7

    文件大小: 1283K

    下载量: 102

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