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基于承载特性的群洞稳定性及初期支护优化研究
| 题名： | 基于承载特性的群洞稳定性及初期支护优化研究 |
| 作者： | 姚志雄;刘梦飞;吴波;刘耀星;陈希茂;郑国文;罗芷祎 |
| 作者单位： | 福建工程学院地下工程福建省高校重点实验室;福建工程学院土木学院;福建省土木工程新技术与信息化重点实验室;东华理工大学土木与建筑工程学院;中铁二十四局集团福建铁路建设有限公司 |
| 关键词： | 群洞隧道;承载特性;中夹岩塑性区;极限分析理论;稳定性分析;初期支护优化 |
| 摘要： | 以福建某下穿高速公路大跨四孔小净距隧道（中间两孔车行隧道为双向八车道）为依托，开展考虑各洞室承载特性的整体优化研究以实现更科学的设计。基于强度折减极限理论方法，结合围岩变形、中夹岩塑性区发展及洞室破坏过程，综合评价各洞室稳定性，探讨群洞失稳判定方法及破坏模式；基于各洞室等强设计思想，通过数学函数模型拟合各洞室安全系数与初期支护厚度隐含关系，基于遗传算法对支护厚度进行优化。结果表明，随强度折减系数增大，围岩塑性区由近及远发展并贯通，大跨车行隧道与人行隧道安全储备不同，存在优化空间；结合各洞室稳定性及破坏发展过程，总结提出中夹岩塑性区贯通破坏、拱脚及地表塑性区贯通破坏以及上述两者共同作用破坏的三种群洞隧道主导破坏模式。计算结果表明，人行隧道及车行隧道初期支护厚度可减少4～12cm，存在16.7%～26.7%不等优化空间。优化方案、原方案典型断面变形、应力与现场实测值一致性好，且均小于规定值，结构是稳定的，表明优化后的支护与围岩能较好协同作用，验证了计算方法及优化方案的合理性。这种综合考虑各洞室承载特性、支护参数经济性及群洞整体稳定性的优化方法，更好地处理了工程安全及工程造价之间的辩证关系，相比传统工程类比法更具科学性。 |
| 期刊名称： | 现代隧道技术 |
| 出版年： | 2023 |
| 期： | 01 |
| 页码： | 119-129 |
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