侧压系数对高应力破碎区隧道结构受力影响的试验研究

作者：黄锋; 朱涛^*; 刘星辰; 向晋扬; 王毅

来源：铁道学报, 2023, 45(12): 174-181.

• 隧道
• 断层破碎带
• 模型试验
• 衬砌结构
• 侧压力系数

开展高地应力作用下隧道衬砌受力特性研究，对完善支护结构设计方法具有重要意义。采用室内物理模型试验方法，通过设置初始高地应力和变化侧向压力系数，对下穿断层破碎带隧道围岩与结构的力学响应规律进行系统研究。试验结果表明：在高地应力作用下，下穿倾斜破碎带的隧道围岩变形、应力和衬砌内力均出现明显的非对称性与偏压现象，近断层侧拱脚应力为远断层侧拱脚的2.4倍；当侧压力系数为0.5时，远断层侧拱脚弯矩为近断层侧拱脚弯矩的1.8倍；切向围岩应力受断层破碎带的影响较大，在0.1D～0.3D洞壁距离应力集中较为明显；侧压力系数增大，非对称性增强，受力最大的位置为近断层拱脚，受力最小的位置为拱底；同时断层破碎带导致衬砌结构受力差异性增大，拱顶沉降明显，衬砌结构逐渐失稳，建议对拱脚、拱顶与拱底进行构造加强。

• 单位
  重庆交通大学; 土木工程学院