大跨度地下工程支护结构研究
针对大跨度地下工程结构受力复杂、安全风险高的工程特点,采用理论分析、经验评价、数值模拟的综合评价方法,对某地下实验大厅的支护结构稳定性进行综合评价.通过多种塑性力学计算方法,对比了卡柯(Caquot)公式、芬纳(Fenner)公式、修正的芬纳公式或卡斯特纳(Kastner)公式在具体工程中的应用,优化分析得出适合于硬岩条件下大跨度结构的理论分析方法.采用Q评价系统和工程类比方法,确定了大跨度地下工程锚杆、锚索和喷射混凝土的支护参数,通过相似工程的经验类比,认为锚索长度应不小于跨度的40％.采用三维离散元计算方法对支护结构的稳定性进行数值模拟,数值计算中的岩体采用基于HB强度准则的应变软化模型,结构面采用基于摩尔-库仑强度准则的理想弹塑性模型.通过数值分析,对边墙上部施加3排预应力锚索,边墙变形得到抑制,同时围岩潜在失稳块体数量和范围显著得到有效的控制.通过支护结构的应力分析得出60％的锚杆轴力在2.0～2.25 MN之间,表明地下工程具有良好的安全性.建立了塑性区理论分析、经验类比和数值模拟的综合评价方法,形成三位一体的评价体系,可有效地对大跨度支护结构的合理性进行评价.综合分析可知,支护方案设计合理时,能够有效应对围岩中的块体稳定风险和高应力破坏现象;在局部安全性较差的部位,锚索和锚杆应力水平相对较高,可以考虑对适当降低锚索预张拉力、增加随机锚杆数量.
大跨度洞室 开挖工程 支护系统 稳定性分析
肖丛苗 张顶立 朱焕春 张成平
北京交通大学土建学院,北京100044;第二炮兵工程设计研究院,北京100011 北京交通大学土建学院,北京100044 ITASCA(武汉)咨询有限公司,湖北武汉430074
国内会议
重庆
中文
513-518,524
2015-10-14（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）