With the increasing number of underground roadways built in high-intensity earthquake zones in western China,and ground motion loads will cause various earthquake damages in the roadways,this has aroused the attention of the academic community to the seismic resistance of the roadways,but there are few pressure arches in the academic community.The dynamic load response law of high altitude and its influencing factors were analyzed.Therefore,this paper studied the change law of pressure arch height under seismic dynamic load for deep horseshoe-shaped roadways.Taking the flood drainage roadway of Xiaomaliu tailing reservoir in Xichang,Sichuan Province as an example,based on numerical simulation orthogonal test,classic elastoplastic theory and pressure arch theory,this paper studied the influence law of the surrounding rock level,the buried depth of the roadway,the strength of the ground motion load,and the action time of the ground motion load,on the pressure arch height of surrounding rock in the vertical direction of the vault.Based on the conclusions of numerical simulation,a multiple regression prediction model of surrounding rock pressure arch and a time series prediction model of pressure arch height were established.The correlation degree of each influencing factor was studied through the correlation analysis of various factors,and the correctness of the conclusion was verified through comparative analysis.Based on this,corresponding relations between pressure arch height and surrounding rock level,roadway buried depth,ground motion load intensity,and ground motion load action time have been established,and the time effect of earthquake was considered in this paper,and the time correction of the regression model was proposed,which is more suitable for pressure arch height prediction under actual conditions.Some research results were obtained:Pressure arch height H and surface dynamic load amplitude A,dynamic load action time t,roadway buried depth h and surrounding rock grade SRC is positively correlated.And according to the analysis of MATLAB correlation degree,the order of the degree of influence of each factor is:Surrounding rock grade>dynamic load strength>dynamic load action time>roadway buried depth.Advance grouting support should be considered during construction to maintain the stability of the pressure arch.The seismic resistance of the weak surrounding rock should be considered to increase the support strength,and the pre-reinforcement treatment should be performed on the top of the roadway.The research results of the thesis have certain reference significance for the construction and support design of deep buried roadways.
XIE Xuebin, GAO Shan, GUO Jiang, YE Yongfei. Numerical Simulation Study on the Response Law of Pressure Arch Height of Deep-buried Tunnel Under Seismic Dynamic Load[J]. Gold Science and Technology, 2021, 29(2): 226-235 doi:10.11872/j.issn.1005-2518.2021.02.148
目前,确定动荷载下的压力拱高度往往采用经验统计法,具有一定的盲目性。现阶段,隧道压力拱动态响应研究常用的方法主要有现场调查法、模型试验法、理论分析法和数值模拟法。关于现场调查法,Hashash et al.(2001)基于地震受灾地下结构原始数据,得出了地下结构与动荷载之间的相互作用关系;唐垠斐(2018)基于现场调查与数值模拟,得出了山岭巷道抗震支护设计方案。关于模型试验法,Wang(2017)在振动台试验的基础上研究了浅埋偏压隧道在不同波形及加载方式下的围岩应力及围岩动态响应规律;叶飞等(2019)通过隧道振动台试验,以隧道最终状态为依据对压力拱进行分类,并研究了影响压力拱供体厚度的因素。关于理论分析法,Kong(2018)利用二维有限元法,基于水平和垂直应力分布规律定义了压力拱范围大小及影响因素;刘灯凯(2020)基于复变函数理论的保角变化方法计算了深埋矩形巷道围岩压力拱范围,并讨论了侧压力系数对压力拱范围的影响。关于数值模拟法,高峰等(2019)基于数值模拟方法,计算得到不同条件下的地下结构地震响应,对惯性力法进行了修正,并对高烈度地震区巷道进行减免震措施研究;Shang et al.(2020)通过数值模拟方法对压力拱内外边界范围进行了研究,并讨论了隧道埋深及围岩条件对压力拱范围的影响。
Research on the Deep and Shallow Burial Questions for Seismic Design of Tunnel under Earthquake
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2016
Calculation method of tunnel seismic resistance considering the action of the height of upper and lower soil columns
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2019
Research on earthquake action of soil above the tunnel
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2016
Seismic design and analysis of underground structures
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2001
... 目前,确定动荷载下的压力拱高度往往采用经验统计法,具有一定的盲目性.现阶段,隧道压力拱动态响应研究常用的方法主要有现场调查法、模型试验法、理论分析法和数值模拟法.关于现场调查法,Hashash et al.(2001)基于地震受灾地下结构原始数据,得出了地下结构与动荷载之间的相互作用关系;唐垠斐(2018)基于现场调查与数值模拟,得出了山岭巷道抗震支护设计方案.关于模型试验法,Wang(2017)在振动台试验的基础上研究了浅埋偏压隧道在不同波形及加载方式下的围岩应力及围岩动态响应规律;叶飞等(2019)通过隧道振动台试验,以隧道最终状态为依据对压力拱进行分类,并研究了影响压力拱供体厚度的因素.关于理论分析法,Kong(2018)利用二维有限元法,基于水平和垂直应力分布规律定义了压力拱范围大小及影响因素;刘灯凯(2020)基于复变函数理论的保角变化方法计算了深埋矩形巷道围岩压力拱范围,并讨论了侧压力系数对压力拱范围的影响.关于数值模拟法,高峰等(2019)基于数值模拟方法,计算得到不同条件下的地下结构地震响应,对惯性力法进行了修正,并对高烈度地震区巷道进行减免震措施研究;Shang et al.(2020)通过数值模拟方法对压力拱内外边界范围进行了研究,并讨论了隧道埋深及围岩条件对压力拱范围的影响. ...
Study on Variation of the Earthquake Ground and Sub-ground Motion
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2003
Analysis of typical seismic damages of highways in Wenchuan earthquake-induced hazard areas in Sichuan Province
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2009
A method to estimate the pressure arch formation above underground excavation in rock mass
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2018
... 目前,确定动荷载下的压力拱高度往往采用经验统计法,具有一定的盲目性.现阶段,隧道压力拱动态响应研究常用的方法主要有现场调查法、模型试验法、理论分析法和数值模拟法.关于现场调查法,Hashash et al.(2001)基于地震受灾地下结构原始数据,得出了地下结构与动荷载之间的相互作用关系;唐垠斐(2018)基于现场调查与数值模拟,得出了山岭巷道抗震支护设计方案.关于模型试验法,Wang(2017)在振动台试验的基础上研究了浅埋偏压隧道在不同波形及加载方式下的围岩应力及围岩动态响应规律;叶飞等(2019)通过隧道振动台试验,以隧道最终状态为依据对压力拱进行分类,并研究了影响压力拱供体厚度的因素.关于理论分析法,Kong(2018)利用二维有限元法,基于水平和垂直应力分布规律定义了压力拱范围大小及影响因素;刘灯凯(2020)基于复变函数理论的保角变化方法计算了深埋矩形巷道围岩压力拱范围,并讨论了侧压力系数对压力拱范围的影响.关于数值模拟法,高峰等(2019)基于数值模拟方法,计算得到不同条件下的地下结构地震响应,对惯性力法进行了修正,并对高烈度地震区巷道进行减免震措施研究;Shang et al.(2020)通过数值模拟方法对压力拱内外边界范围进行了研究,并讨论了隧道埋深及围岩条件对压力拱范围的影响. ...
Study on the variation rule of surrouding rock pressure arch in deep-buried rectangular roadway
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2020
Study on the design and analysis methods of orthogonal experiment
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2010
Impact of the seasonal rivers on the subway tunnel structures over the subway tunnels
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2016
Reasonable overlying thickness of subaqueous tunnels based on pressure arch theory
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2018
Calculation of surrounding rock pressure of undercut subway station based on multi-factor affecting pressure arch theory
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2020
... 目前,确定动荷载下的压力拱高度往往采用经验统计法,具有一定的盲目性.现阶段,隧道压力拱动态响应研究常用的方法主要有现场调查法、模型试验法、理论分析法和数值模拟法.关于现场调查法,Hashash et al.(2001)基于地震受灾地下结构原始数据,得出了地下结构与动荷载之间的相互作用关系;唐垠斐(2018)基于现场调查与数值模拟,得出了山岭巷道抗震支护设计方案.关于模型试验法,Wang(2017)在振动台试验的基础上研究了浅埋偏压隧道在不同波形及加载方式下的围岩应力及围岩动态响应规律;叶飞等(2019)通过隧道振动台试验,以隧道最终状态为依据对压力拱进行分类,并研究了影响压力拱供体厚度的因素.关于理论分析法,Kong(2018)利用二维有限元法,基于水平和垂直应力分布规律定义了压力拱范围大小及影响因素;刘灯凯(2020)基于复变函数理论的保角变化方法计算了深埋矩形巷道围岩压力拱范围,并讨论了侧压力系数对压力拱范围的影响.关于数值模拟法,高峰等(2019)基于数值模拟方法,计算得到不同条件下的地下结构地震响应,对惯性力法进行了修正,并对高烈度地震区巷道进行减免震措施研究;Shang et al.(2020)通过数值模拟方法对压力拱内外边界范围进行了研究,并讨论了隧道埋深及围岩条件对压力拱范围的影响. ...
Application of improved AR(p) prediction model in WSN
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2015
Study on Seismic Dynamic Response and Aseismic Measures for Fault Fracrure Zone in Mountain Tunnels
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2018
The large-scale shaking table model test of the shallow-bias tunnel with a small clear distance
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2017
... 目前,确定动荷载下的压力拱高度往往采用经验统计法,具有一定的盲目性.现阶段,隧道压力拱动态响应研究常用的方法主要有现场调查法、模型试验法、理论分析法和数值模拟法.关于现场调查法,Hashash et al.(2001)基于地震受灾地下结构原始数据,得出了地下结构与动荷载之间的相互作用关系;唐垠斐(2018)基于现场调查与数值模拟,得出了山岭巷道抗震支护设计方案.关于模型试验法,Wang(2017)在振动台试验的基础上研究了浅埋偏压隧道在不同波形及加载方式下的围岩应力及围岩动态响应规律;叶飞等(2019)通过隧道振动台试验,以隧道最终状态为依据对压力拱进行分类,并研究了影响压力拱供体厚度的因素.关于理论分析法,Kong(2018)利用二维有限元法,基于水平和垂直应力分布规律定义了压力拱范围大小及影响因素;刘灯凯(2020)基于复变函数理论的保角变化方法计算了深埋矩形巷道围岩压力拱范围,并讨论了侧压力系数对压力拱范围的影响.关于数值模拟法,高峰等(2019)基于数值模拟方法,计算得到不同条件下的地下结构地震响应,对惯性力法进行了修正,并对高烈度地震区巷道进行减免震措施研究;Shang et al.(2020)通过数值模拟方法对压力拱内外边界范围进行了研究,并讨论了隧道埋深及围岩条件对压力拱范围的影响. ...
Predictive modeling on multivariate linear regression
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2007
Study of displacement prediction model of landslide based on time series analysis
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2011
Analyze on the dynamic evolution mechanism and rule of pressure arch in tunnel
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2019
Review of multi-index comprehensive evaluation method
... 目前,确定动荷载下的压力拱高度往往采用经验统计法,具有一定的盲目性.现阶段,隧道压力拱动态响应研究常用的方法主要有现场调查法、模型试验法、理论分析法和数值模拟法.关于现场调查法,Hashash et al.(2001)基于地震受灾地下结构原始数据,得出了地下结构与动荷载之间的相互作用关系;唐垠斐(2018)基于现场调查与数值模拟,得出了山岭巷道抗震支护设计方案.关于模型试验法,Wang(2017)在振动台试验的基础上研究了浅埋偏压隧道在不同波形及加载方式下的围岩应力及围岩动态响应规律;叶飞等(2019)通过隧道振动台试验,以隧道最终状态为依据对压力拱进行分类,并研究了影响压力拱供体厚度的因素.关于理论分析法,Kong(2018)利用二维有限元法,基于水平和垂直应力分布规律定义了压力拱范围大小及影响因素;刘灯凯(2020)基于复变函数理论的保角变化方法计算了深埋矩形巷道围岩压力拱范围,并讨论了侧压力系数对压力拱范围的影响.关于数值模拟法,高峰等(2019)基于数值模拟方法,计算得到不同条件下的地下结构地震响应,对惯性力法进行了修正,并对高烈度地震区巷道进行减免震措施研究;Shang et al.(2020)通过数值模拟方法对压力拱内外边界范围进行了研究,并讨论了隧道埋深及围岩条件对压力拱范围的影响. ...
... 目前,确定动荷载下的压力拱高度往往采用经验统计法,具有一定的盲目性.现阶段,隧道压力拱动态响应研究常用的方法主要有现场调查法、模型试验法、理论分析法和数值模拟法.关于现场调查法,Hashash et al.(2001)基于地震受灾地下结构原始数据,得出了地下结构与动荷载之间的相互作用关系;唐垠斐(2018)基于现场调查与数值模拟,得出了山岭巷道抗震支护设计方案.关于模型试验法,Wang(2017)在振动台试验的基础上研究了浅埋偏压隧道在不同波形及加载方式下的围岩应力及围岩动态响应规律;叶飞等(2019)通过隧道振动台试验,以隧道最终状态为依据对压力拱进行分类,并研究了影响压力拱供体厚度的因素.关于理论分析法,Kong(2018)利用二维有限元法,基于水平和垂直应力分布规律定义了压力拱范围大小及影响因素;刘灯凯(2020)基于复变函数理论的保角变化方法计算了深埋矩形巷道围岩压力拱范围,并讨论了侧压力系数对压力拱范围的影响.关于数值模拟法,高峰等(2019)基于数值模拟方法,计算得到不同条件下的地下结构地震响应,对惯性力法进行了修正,并对高烈度地震区巷道进行减免震措施研究;Shang et al.(2020)通过数值模拟方法对压力拱内外边界范围进行了研究,并讨论了隧道埋深及围岩条件对压力拱范围的影响. ...
... 目前,确定动荷载下的压力拱高度往往采用经验统计法,具有一定的盲目性.现阶段,隧道压力拱动态响应研究常用的方法主要有现场调查法、模型试验法、理论分析法和数值模拟法.关于现场调查法,Hashash et al.(2001)基于地震受灾地下结构原始数据,得出了地下结构与动荷载之间的相互作用关系;唐垠斐(2018)基于现场调查与数值模拟,得出了山岭巷道抗震支护设计方案.关于模型试验法,Wang(2017)在振动台试验的基础上研究了浅埋偏压隧道在不同波形及加载方式下的围岩应力及围岩动态响应规律;叶飞等(2019)通过隧道振动台试验,以隧道最终状态为依据对压力拱进行分类,并研究了影响压力拱供体厚度的因素.关于理论分析法,Kong(2018)利用二维有限元法,基于水平和垂直应力分布规律定义了压力拱范围大小及影响因素;刘灯凯(2020)基于复变函数理论的保角变化方法计算了深埋矩形巷道围岩压力拱范围,并讨论了侧压力系数对压力拱范围的影响.关于数值模拟法,高峰等(2019)基于数值模拟方法,计算得到不同条件下的地下结构地震响应,对惯性力法进行了修正,并对高烈度地震区巷道进行减免震措施研究;Shang et al.(2020)通过数值模拟方法对压力拱内外边界范围进行了研究,并讨论了隧道埋深及围岩条件对压力拱范围的影响. ...
... 目前,确定动荷载下的压力拱高度往往采用经验统计法,具有一定的盲目性.现阶段,隧道压力拱动态响应研究常用的方法主要有现场调查法、模型试验法、理论分析法和数值模拟法.关于现场调查法,Hashash et al.(2001)基于地震受灾地下结构原始数据,得出了地下结构与动荷载之间的相互作用关系;唐垠斐(2018)基于现场调查与数值模拟,得出了山岭巷道抗震支护设计方案.关于模型试验法,Wang(2017)在振动台试验的基础上研究了浅埋偏压隧道在不同波形及加载方式下的围岩应力及围岩动态响应规律;叶飞等(2019)通过隧道振动台试验,以隧道最终状态为依据对压力拱进行分类,并研究了影响压力拱供体厚度的因素.关于理论分析法,Kong(2018)利用二维有限元法,基于水平和垂直应力分布规律定义了压力拱范围大小及影响因素;刘灯凯(2020)基于复变函数理论的保角变化方法计算了深埋矩形巷道围岩压力拱范围,并讨论了侧压力系数对压力拱范围的影响.关于数值模拟法,高峰等(2019)基于数值模拟方法,计算得到不同条件下的地下结构地震响应,对惯性力法进行了修正,并对高烈度地震区巷道进行减免震措施研究;Shang et al.(2020)通过数值模拟方法对压力拱内外边界范围进行了研究,并讨论了隧道埋深及围岩条件对压力拱范围的影响. ...