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正削式隧道洞门结构简化计算方法的研究郑余朝,仇文革,张俊儒引言近年来,随着高等级铁路以及公路的快速发展,2][5]利用模型试验和三维有限元分析的方法对新型铁路面,拱顶荷载日与砌的关系,绘制了横向的压力分布图式,并给出了纵向荷载的计算方法,从而将三维地层结构数值计算UAYuchaoQIU猤琙出现了削竹式、墨镜式、喇叭口式、弧型挡墙【等洞门形式。其中,切削式洞门为隧道衬砌向外延伸到仰坡以外形成环框,没有明显的的挡墙形式,已经不是传统意义上的洞门,由于其可减少洞口附近的削坡,甚至不削坡,洞口线条明快,符合环保与景观要求,同时也符合隧道设计的“早进晚出”原231简洁和结构易于稳定的特点,成为切削式洞门中的主要形式。然而多年来,隧道洞门的设计只是采取照搬标准图的模式,尽管文献】提出了一种削竹式洞门的设计方法,但其基本原理仍是挡土墙理论,显然对于这种并无明显墙式结构的新型洞门并不适用。目前,国内外对这种新型洞门的研究较少,并部建设司“新型铁路隧道洞门研究”项目为基础,切削式洞门进行了研究,结果表明,隧道洞口结构29120081岩土力学摘要:切削式隧道洞门结构处于复杂的三维受力状态,需要采用三维数值计算才能得到相对正确的结果,为对计算模式进行简化,对段а姨跫拢:坡度的正削式隧道洞门结构进行了尝试。首先对明挖法施工的洞门模型试验和三维数值计算所得到的拱顶围岩压力进行了验证,接着从研究围岩压力分布和结构受力特性着手,得到了结构横、,分别计算横、纵向内力。关键词:隧道洞门;简化计算方法;正削式洞门;结构计算l髂辖煌ù笱聊竟こ萄г海啥JunruAbstractThe—瑃115rockFirstly,.;;收稿日期:..(20011)1975E-******@126cornVbl29No1Jan2008一一琒1China)
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423{三维分析,才能比较真实地反映出洞口段结构的实洞口段多处于浅埋地段,事实上又多采用部分明挖法施工,因此,研究从明挖法着手。为研究隧模型试验,以及加为重度吐裆頷的关系曲应,使计算和试验所得的拱顶竖向压力大于加。从计算和试验所得压力曲线来看,两者结果具有较好由于模型试验设置的测点相对较少,不能获取结构进行相应的横、纵向计算模式的简化。2拱顶压力蠯。值的确定为确定具体的担恍枞范╭与加的比值系(3),因此,在设计中应进行际受力状态,并进行设计检算和配置结构的横、纵向受力钢筋。但对设计而言,三维建模和计算相对比较繁琐,实际的设计工作要求有更快捷且相对准确的简化计算方法。本文以文献,芯康腣115洞门结构为背景,根据研究得到的受力特征,尝试将计算分别按横、纵两个方向进行简化。道洞口段压力的分布,分别利用三维有限元和模型试验进行对比分析验证,三维有限元分析方法详见[2[5]1的一致性,表明三维计算结果具有较好的可信度。和围岩的全面信息,因此,考虑在充