超大規(guī)模地下鐵路車站圍巖強度研究.pdf

1、本文以新京張城際鐵路八達嶺地下車站為依托，查閱相關資料，對大跨度地下工程的研究現(xiàn)狀、基于模糊數(shù)學的圍巖分類的研究現(xiàn)狀等有了一個基本的認識，然后根據(jù)前期的勘察和實驗資料做了如下相關工作并且得到了一些研究成果：
　　1.根據(jù)實驗和勘察資料，在RMR分級的基礎上通過模糊數(shù)學再次對圍巖級別進行研究，根據(jù)評價結果可知，八達嶺地下車站圍巖，可以認為是三級偏弱，也可認為是四級偏強，如果考慮經(jīng)濟效益可選用三級圍巖進行設計，如果考慮施工安全可選用四

2、級圍巖進行設計。
　　2.根據(jù)八達嶺地區(qū)花崗巖的常規(guī)三軸試驗數(shù)據(jù)，對不同強度準對實驗數(shù)據(jù)進行擬合。根據(jù)擬合結果，建議在工程實際中可采用Drucker-Prager強度準則。
　　3.通過定性的方式研究跨度對圍巖塑性區(qū)的影響。研究結果顯示，第二主應力和地質(zhì)條件等對塑性區(qū)有一定的影響。
　　4.研究不同跨度、不同計算理論下作用在支護結構上的圍巖壓力。從圍巖壓力計算結果可知，普氏理論對于巖石堅固系數(shù)的依賴較高，計算結果偏于不

3、安全；按太沙基理論和Bieniawski理論計算出的嗣巖壓力最大，在深埋地下工程中不是很適用；按《公路隧道設計規(guī)范》計算出的圍巖壓力處于中間，具有一定的平均效果，可作為設計的參考。
　　5.基于層次分析法研究斷面形狀和扁平率對圍巖強度的影響。結果可知，不同斷面的權重排序為：D3(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.對扁平率為0.5～0.9的橢圓形斷面的圍巖應力狀態(tài)進行對比，最

4、后確定最優(yōu)的扁平率。根據(jù)數(shù)值模擬結果的，結合國內(nèi)外以往修建的大跨度地下工程的實際經(jīng)驗，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，對八達嶺地下車站，建議采用扁平率0.70進行設計施工。
　　7.研究不同施工步中圍巖應力的變化，提出合理的開挖施工和支護方案。根據(jù)數(shù)值模擬的計算結果可知，隨著施工的進行可能導致已開挖的部分拱頂穩(wěn)定性變差，拱腰處應力集中程度變強，拱底有可能鼓起，所以施工過程中要加強對已開挖部分的監(jiān)