冻胀力作用下土质隧道衬砌内力影响因素敏感度分析

doi:10.3969/j.issn.1674-0696.2016.05.05

重庆交通大学学报（自然科学版） ›› 2016, Vol. 35 ›› Issue (5): 17-21.DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2016.05.05

冻胀力作用下土质隧道衬砌内力影响因素敏感度分析

黄杰¹，师亚龙²，刘志强²

（1.四川交通职业技术学院，四川成都 611130；2.中铁西南科学研究院有限公司，四川成都 611731）

收稿日期:2015-10-13 修回日期:2015-11-10 出版日期:2016-10-20 发布日期:2016-10-31
作者简介:第一作者：黄杰（1981—），男,四川泸州人,工程师，硕士,主要从事桥梁与隧道工程方面的研究。E-mail:hj8100@163.com。
基金资助:
中国中铁股份有限公司科技开发计划课题［(2013)-Y195-KJ014-SD］

Sensitivity Analysis of Influences on Internal Force of Soil Tunnel Lining under Frost Heave Force

HUANG Jie¹，SHI Yalong²，LIU Zhiqiang²

（1. Sichuan Vocational and Technical College of Communications, Chengdu 611130, Sichuan,P.R.China; 2.CREC,Southwest Research Institute Co.,Ltd., Chengdu 611731, Sichuan,P.R.China）

Received:2015-10-13 Revised:2015-11-10 Online:2016-10-20 Published:2016-10-31

摘要/Abstract

摘要： 运用有限元数值模拟，计算分析了隧道衬砌内力（弯矩、轴力、最大拉应力）对土体冻胀率、冻结圈厚度、衬砌厚度、围岩弹模的敏感度。研究表明：隧道衬砌弯矩、轴力及拉应力对围岩自由冻胀率均敏感；隧道衬砌轴力、拉应力对围岩弹模敏感，而隧道衬砌弯矩对围岩弹模的敏感度较小；隧道衬砌内力受冻结圈深度影响较为明显，而衬砌厚度对衬砌内力影响相对最弱。建议对于季节性冻土区隧道设置保温隔热层及在衬砌背后一定范围内的注浆。

关键词: 隧道工程, 冻胀力, 土质隧道, 影响因素, 敏感度

Abstract: The influences of tunnel lining internal forces (bending moment, axial force and maximum tensile stress) on soil frost heave ratio, frozen ring thickness, lining thickness and rock elastic modulus were simulated, calculated and analyzed by use of finite element numerical model and then the relations between them were also analyzed. The results indicate that the free frost heaving ratios of surrounding rock affected tunnel lining moment, axial force and tensile stress significantly while tunnel lining moment had small influence on ground elastic modulus and tunnel lining internal forces were notably influenced by depth of frozen ring while lining thickness had relatively weak influence on lining internal forces. It is thus suggested that thermal insulation be provided in seasonably frost soil zone and grouting injected in certain area behind the lining.

Key words: tunnel engineering, frost heaving force, soil tunnel, influence factors:sensitivity

中图分类号:

U451+4

黄杰，师亚龙，刘志强. 冻胀力作用下土质隧道衬砌内力影响因素敏感度分析[J]. 重庆交通大学学报（自然科学版）, 2016, 35(5): 17-21.

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冻胀力作用下土质隧道衬砌内力影响因素敏感度分析

Sensitivity Analysis of Influences on Internal Force of Soil Tunnel Lining under Frost Heave Force

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