基于EPS板減載的不同矢跨比高填黃土明洞土壓力及影響因素離散元分析

作者：趙亮亮,寧貴霞,李盛,姚玉相,馬莉,韓國強

摘要：利用離散元計算軟件PFC 2D模擬EPS板減載措施下不同矢跨比(0.4~0.9)拱形明洞的土壓力變化狀況,從微觀角度對減載明洞上方垂直土壓力、豎向位移、側面水平土壓力及顆粒間接觸進行深入分析,明確內部土體的土壓力變化規律。同時,對最佳矢跨比下的不同槽寬比和邊坡坡角進行參數敏感性分析。結果表明:EPS減載下,明洞頂出現“土拱效應”,明洞頂垂直土壓力沿水平方向呈“U”形變化,豎向位移呈“V”形減小,明洞側面水平土壓力沿豎向呈斜“S”形變化;在最佳矢跨比0.8下,顆粒間接觸呈現接觸力最小、配位數最小、孔隙率最大的良好狀態。當槽寬比越大時,平均垂直土壓力越大,豎向位移差和平均水平土壓力越小,顆粒間接觸狀況越差;當邊坡坡角越大時,平均垂直土壓力越小,豎向位移差和平均水平土壓力越大,顆粒間接觸狀況越好。研究成果可為溝谷地區高填減載明洞結構選型和施工提供參考。

發文機構：蘭州交通大學土木工程學院 蘭州工業學院土木工程學院

關鍵詞：高填明洞EPS板減載矢跨比PFC2D顆粒流分析土壓力High-filled cut-and-cover tunnelLoad reduction of EPSHeight-span ratioPFC 2DEarth pressure

分類號： TU443[建筑科學—巖土工程]