隧道初期支护型钢开孔对其安全性能的影响

摘要：

在软弱围岩地段隧道施工中,常在工字钢腹部穿孔打设超前小导管.为了研究开孔对工字钢安全性能的影响,采用分级加载法,结合材料力学、数值模拟和相关试验,对比验证所建立模型的正确性,然后分析不同外荷载下开孔对工字钢的位移、应力、塑性应变等的影响,进一步分析开孔大小对其变形受力的影响.结果表明,工字钢跨中翼缘首先屈服;发生屈服的临界塑性荷载,数值模型解与理论模型解较一致,而试验值偏小.跨中上翼缘的两侧位移要大于中间的位移.当外荷载较小,工字钢处于弹性阶段,开孔直径对工字钢受力性能影响小;而当外荷载较大,工字钢处于塑性阶段,开孔两侧拱腰的塑性应变较孔周其他部位要大,大的开孔对工字钢影响较大,呈现的是非线性增长,且增长梯度越来越大.建议为了避免翼缘两侧产生过大的变形,工字钢翼缘与围岩接触侧以及上下翼缘之间,喷射混凝土应喷射密实,必要时,可以在工字钢上下翼缘侧焊接加强联系筋.对直径超过50 mm的大直径超前支护,不应在工字钢腹部开孔;如要开孔,必须采取加强加固措施,如大直径导管管内必须注满浆液,导管尾部与工字钢焊接牢固,并在孔周边焊接加强钢筋或钢板,或者从工字钢外侧打入超前小导管.

关键词：隧道工程、初期支护、工字钢、开孔、性能、研究

所属期刊栏目：62

分类号：U451.4(隧道工程)

资助基金：国家自然科学基金51408216,51308209,41272324

在线出版日期：2018-01-13（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：275-281