超大規(guī)模地下鐵路車站圍巖強(qiáng)度研究.pdf

1、本文以新京張城際鐵路八達(dá)嶺地下車站為依托，查閱相關(guān)資料，對(duì)大跨度地下工程的研究現(xiàn)狀、基于模糊數(shù)學(xué)的圍巖分類的研究現(xiàn)狀等有了一個(gè)基本的認(rèn)識(shí)，然后根據(jù)前期的勘察和實(shí)驗(yàn)資料做了如下相關(guān)工作并且得到了一些研究成果：
　　1.根據(jù)實(shí)驗(yàn)和勘察資料，在RMR分級(jí)的基礎(chǔ)上通過(guò)模糊數(shù)學(xué)再次對(duì)圍巖級(jí)別進(jìn)行研究，根據(jù)評(píng)價(jià)結(jié)果可知，八達(dá)嶺地下車站圍巖，可以認(rèn)為是三級(jí)偏弱，也可認(rèn)為是四級(jí)偏強(qiáng)，如果考慮經(jīng)濟(jì)效益可選用三級(jí)圍巖進(jìn)行設(shè)計(jì)，如果考慮施工安全可選用四

2、級(jí)圍巖進(jìn)行設(shè)計(jì)。
　　2.根據(jù)八達(dá)嶺地區(qū)花崗巖的常規(guī)三軸試驗(yàn)數(shù)據(jù)，對(duì)不同強(qiáng)度準(zhǔn)對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合。根據(jù)擬合結(jié)果，建議在工程實(shí)際中可采用Drucker-Prager強(qiáng)度準(zhǔn)則。
　　3.通過(guò)定性的方式研究跨度對(duì)圍巖塑性區(qū)的影響。研究結(jié)果顯示，第二主應(yīng)力和地質(zhì)條件等對(duì)塑性區(qū)有一定的影響。
　　4.研究不同跨度、不同計(jì)算理論下作用在支護(hù)結(jié)構(gòu)上的圍巖壓力。從圍巖壓力計(jì)算結(jié)果可知，普氏理論對(duì)于巖石堅(jiān)固系數(shù)的依賴較高，計(jì)算結(jié)果偏于不

3、安全；按太沙基理論和Bieniawski理論計(jì)算出的嗣巖壓力最大，在深埋地下工程中不是很適用；按《公路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范》計(jì)算出的圍巖壓力處于中間，具有一定的平均效果，可作為設(shè)計(jì)的參考。
　　5.基于層次分析法研究斷面形狀和扁平率對(duì)圍巖強(qiáng)度的影響。結(jié)果可知，不同斷面的權(quán)重排序?yàn)椋篋3(橢圓形)>D4(圓形)>D2(馬蹄形)>D1(矩形)，即橢圓形斷面方案最優(yōu)。
　　6.對(duì)扁平率為0.5～0.9的橢圓形斷面的圍巖應(yīng)力狀態(tài)進(jìn)行對(duì)比，最

4、后確定最優(yōu)的扁平率。根據(jù)數(shù)值模擬結(jié)果的，結(jié)合國(guó)內(nèi)外以往修建的大跨度地下工程的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)埋深較大的大跨度地下工程扁平率控制在0.6～0.8之間較為合理，對(duì)八達(dá)嶺地下車站，建議采用扁平率0.70進(jìn)行設(shè)計(jì)施工。
　　7.研究不同施工步中圍巖應(yīng)力的變化，提出合理的開挖施工和支護(hù)方案。根據(jù)數(shù)值模擬的計(jì)算結(jié)果可知，隨著施工的進(jìn)行可能導(dǎo)致已開挖的部分拱頂穩(wěn)定性變差，拱腰處應(yīng)力集中程度變強(qiáng)，拱底有可能鼓起，所以施工過(guò)程中要加強(qiáng)對(duì)已開挖部分的監(jiān)