基于实测数据的一般质量围岩隧道支护结构优化研究

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目前,工程类比法被广泛应用于公路隧道支护参数的设计当中,基于此设计的支护体系是否能够最大限度的发挥其应有的支护功能或作用,到目前为止还缺乏足够实测数据的支持。为了深入了解高速公路隧道一般质量围岩支护结构工作性能发挥情况,在邢汾高速邢台段贺坪峡隧道与黄岩子隧道内选择四个监测断面安设压力盒及测力锚杆对其受力特性进行了监测。监测结果表明:锚杆方面,部分测力锚杆内部测点承受压力,这与锚杆受拉才起到支护作用相背离,其余受拉测点最大值也仅仅占规范设计最大受拉值的10%,表明锚杆在实际当中发挥的功效非常有限,几乎起不到应有的支护作用,因此可以取消两侧拱肩以下的系统锚杆。围岩压力方面,实测围岩压力值与《公路隧道设计规范(JTG D70-2004)》中的设计围岩压力值对比结果显示,实测围岩压力值远小于设计围岩压力值,基于规范设计围岩压力值进行设计的贺坪峡、黄岩子隧道衬砌结构过于保守,安全储备在合理要求的基础上偏大,具有较大的优化空间。此外,对二次衬砌及系统锚杆进行了数值模拟及优化研究,结果与实测数据基本吻合。由不同厚度二次衬砌的数值模拟结果可以得出,在一定的厚度范围内,二次衬砌外侧和内侧的总应力都随着二衬厚度的减小而增大,所以在满足规范要求的应力基础上二次衬砌的厚度存在进一步的优化空间。
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