)
[0039] qr= γΗΓ (9b)
[0040] 各個符號意義同前。
[0041] 為求得附加豎向壓力qn'、q12'和q:、屯2'，本文假定小間距隧道單側(cè)承載拱曲線 和附加承載拱曲線均為拋物線，因此Spl和S n/分別為二者與隧道拱頂水平線圍成區(qū)域的 面積，可以表示如下：
[0042] (IOa)
[0043] (IOb)
[0044] (lOc'
[0045] 其他各個符合意義同前。
[0046] 假定附加荷載在隧道拱頂呈三角形分布，則對附加承載拱內(nèi)的土體（圖4中 陰影部分）進(jìn)行受力分析如圖4所示。圖中G n/為附加承載拱內(nèi)土體的重量，可表示為
W。為中夾巖柱有效承載寬度，近似認(rèn)為其對附加承載 拱的支撐力為Pyqli;與qrt'分別為先行洞與后行洞普氏平衡拱的內(nèi)側(cè)邊沿處的附加荷載； 其他符號及意義同前。
[0047] 根據(jù)結(jié)構(gòu)的支撐力與平衡拱內(nèi)的土體重量平衡，則可得到：
[0048]
(11)
[0049] 式中=H1。'與Hri/分別為Q1。'與l·。'相對應(yīng)的荷載高度，其他符號意義同前。且近 似取H 1。'與之間的比例關(guān)系為：
[0050]
、12)
[0051] 由（10)和（11)式解得： CN 105138767 A m ~P 5/8 頁
[0052] Π
[0053] (13b)
[0054] 各個符號意義同前。
[0055] 根據(jù)比例關(guān)系可得：
[0056] (14a)
[0057] (I4bi
[0058] (15a)
[0059] (I 5b).
[0060] 式中：?/' '和&/、?分別為偷'、fc'和C、如'對應(yīng)的荷載高度；其 他符號意義同前。
[0061] 由（14a)、（14b)式和（15a)、（15b)式解得：
[0062] (16a):
[0063] (16b)
[0064] (17a)
[0065] (17b)
[0066] 將式（13a)和式（13b)代入上式（16a)、（16b)和（17a)、（17b)即可得到先行洞 和后行洞上方邊沿處梯形附加荷載的高度，式中各個符合意義同 、r ' 刖。
[0067] 則可求得先行洞和后行洞的豎向土壓力荷載分別為：
[0068] HHai
[0069] (18b)
[0070] (Ifa) LlN 丄UtUdS/b/ Λ Ij 〇/〇
[0071]
(19b)
[0072] 式中各個符號意義同前。
[0073] (2)偵Ij向土壓力荷載計算
[0074] 水平土壓力荷載作用在小間距隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)兩側(cè)，通過下面計算公式求得：
[0075] en= Aq11 (20a)
[0076] e12= λ (q η+γ T) (20b)
[0077] e13= Aq12 (20c)
[0078] e14= λ (q 12+γ T) (20d)
[0079] erl= Aqrl (21a)
[0080] er2= λ (q rl+ γ T) (21b)
[0081] er3= Aqr2 (21c)
[0082] er4= λ (q r2+ γ T) (2Id)
[0083] 式中：en~4、erl~ 4分別為先行洞和后行洞水平方向土壓力（kPa) ; λ為側(cè)壓力系 數(shù)，按朗肯土壓力理論計算，即λ = tan2 Θ ;其他符號意義同前。
[0084] (3)中夾巖柱支撐力P。的計算方法
[0085] 在計算小間距隧道中夾巖柱的承載力時，考慮隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)（如預(yù)應(yīng)力對拉錨 桿）的主動支護(hù)力對巖體抗壓強(qiáng)度的提高效應(yīng)，其換算強(qiáng)度表達(dá)式為：
[0086] R〇=k〇Rp (22)
[0087] 式中：Rp為考慮加固前巖體抗壓強(qiáng)度（kPa) ;k。為放大系數(shù)；。
[0088] 因此，中夾巖柱對上部巖體的支撐力如下：
[0089] P0=R0W0 (23)
【附圖說明】
[0090] 圖1普氏理論示意圖。
[0091] 圖2平衡拱模式。
[0092] 圖3圍巖壓力計算簡圖。
[0093] 圖4小間距隧道附加承載拱受力示意圖。
[0094] 圖5. 1豎向圍巖壓力與中夾巖柱厚度的關(guān)系曲線。
[0095] 圖5. 2拱腳側(cè)向圍巖壓力與中夾巖柱厚度的關(guān)系曲線。
[0096] 圖6. 1豎向圍巖壓力與先行洞開挖跨度的關(guān)系曲線。
[0097] 圖6. 2拱腳側(cè)向圍巖壓力與先行洞開挖跨度的關(guān)系曲線。
[0098] 圖7. 1豎向圍巖壓力與開挖高度的關(guān)系曲線。
[0099] 圖7. 2拱腳側(cè)向圍巖壓力與開挖高度的關(guān)系曲線。
[0100] 圖8. 1豎向圍巖壓力與中夾巖柱抗壓強(qiáng)度的關(guān)系曲線。
[0101] 圖8. 2拱腳側(cè)向圍巖壓力與中夾巖柱抗壓強(qiáng)度的關(guān)系曲線。
[0102] 圖9. 1豎向圍巖壓力與中夾巖柱加固系數(shù)的關(guān)系曲線。
[0103] 圖9. 2拱腳側(cè)向圍巖壓力與中夾巖柱加固系數(shù)的關(guān)系曲線。
[0104] 圖10. 1豎向圍巖壓力實測值與理論值對比圖。
[0105] 圖10. 2拱腳側(cè)向圍巖壓力實測值與理論值對比圖
【具體實施方式】
[0106] 以下結(jié)合附圖和實施例以及相關(guān)實施例分析進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)闡述。
[0107] 圍巖壓力特征規(guī)律分析如下，為研究深埋非對稱小間距隧道圍巖壓力的分布特 征，以V級圍巖為例，取基本計算參數(shù)為：圍巖重度γ =20kN/m3,內(nèi)摩擦角為^=24°，計算 內(nèi)摩擦角仏=45°;先行洞和后行洞的開挖跨度分別為B1= 13m、B1= 11m，開挖高度T = 8m，中夾巖柱抗壓強(qiáng)度放大系數(shù)k。= 3,先行洞內(nèi)側(cè)滑移面與豎向夾角放大系數(shù)k2= 1. 14， 后行洞左側(cè)滑移面與豎向夾角放大系數(shù)k3= 1. 12,以及中夾巖柱厚度B。作為可變參數(shù)進(jìn)行 影響因素敏感性分析。分析某一因素影響時，保證其它參數(shù)不變，其基準(zhǔn)取值如表1所示。
[0108] 表1影響因素敏感性分析參數(shù)基準(zhǔn)值
[01091
[0110] 中夾巖柱厚度的影響
[0111] 根據(jù)本文推導(dǎo)公式，僅改變中夾巖柱厚度Bid(HI)，保持其它參數(shù)不變，得到豎向荷 載高度隨中夾巖柱厚度B id(HI)的變化曲線如圖5. 1-5. 2所示?？梢钥闯觯袏A巖柱厚度的 變化對先行洞與后行洞內(nèi)外側(cè)的圍巖壓力均有影響，且對內(nèi)側(cè)影響較為明顯。豎向、側(cè)向圍 巖壓力均表現(xiàn)出：隨著中夾巖柱厚度的增大，圍巖壓力不斷減小，且近似呈線性變化；當(dāng)中 夾巖柱厚度增大到一定值時，先行洞與后行洞的圍巖壓力均趨于穩(wěn)定，且各洞內(nèi)外側(cè)的圍 巖壓力趨于相等，即成為分離式隧道。
[0112] 開挖跨度的影響
[0113] 僅改變先行洞開挖跨度，根據(jù)本文推導(dǎo)公式可以求得隧道圍巖壓力的變化曲線如 圖6. 1-6. 2所示?？梢钥闯?，先行洞開挖跨度改變對后行洞外側(cè)豎向與側(cè)向壓力基本沒有 影響；豎向、側(cè)向壓力均表現(xiàn)出：隨著先行洞開挖跨度的增大，先行洞內(nèi)外側(cè)、后行洞內(nèi)側(cè) 圍巖壓力均不斷增大，且近似呈線性變化，但后行洞內(nèi)側(cè)增大較不明顯，這說明先行洞開挖 跨度的改變對后行洞的影響不大。
[0114] 開挖高度的影響
[0115] 僅改變開挖高度，根據(jù)本文推導(dǎo)公式可以求得隧道圍巖壓力的變化曲線如圖 7. 1-7. 2所示?？梢钥闯?，隨著開挖高度的增大，豎向、側(cè)向壓力均表現(xiàn)出：各洞內(nèi)外側(cè)圍巖 壓力均增大，且近似呈線性變化；各洞內(nèi)側(cè)圍巖壓力比外側(cè)增大的速度較快。
[0116] 中夾巖柱抗壓強(qiáng)度的影響
[0117] 僅改變中夾巖柱抗壓強(qiáng)度Rp(kPa)，保持其它參數(shù)不變，根據(jù)本文推導(dǎo)公式得到隧 道圍巖壓力的變化曲線如圖8. 1-8.2所示?？梢钥闯觯S著中夾巖柱抗壓強(qiáng)度的增大，各洞 內(nèi)外側(cè)豎向、側(cè)向圍巖壓力均表現(xiàn)出逐漸減小的趨勢，且內(nèi)側(cè)較外側(cè)減小的快；當(dāng)中夾巖柱 的抗壓強(qiáng)度增大到一定值時，圍巖壓力趨于穩(wěn)定，且各洞內(nèi)外側(cè)圍巖壓力趨于相等，即成為 分離式隧道。
[0118] 中夾巖柱加固系數(shù)的影響
[0119] 僅改變中夾巖柱加固系數(shù)k。，保持其它參數(shù)不變，根據(jù)本文推導(dǎo)公式得到豎向荷 載高度隨中夾巖柱加固系數(shù)k。的變化曲線如圖9. 1-9. 2所示?？梢钥闯觯S著中夾巖柱加 固系數(shù)的增大，各洞內(nèi)外側(cè)豎向、側(cè)向圍巖壓力均表現(xiàn)出逐漸減小的趨勢，且內(nèi)側(cè)較外側(cè)減 小的快；當(dāng)中夾巖柱的加固系數(shù)增大到一定值時，圍巖壓力趨于穩(wěn)定，且各洞內(nèi)外側(cè)圍巖壓 力趨于相等，即成為分離式隧道。
[0120] 實施例
[0121] 鑒于深埋非對稱小間距隧道圍巖壓力的現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)鮮有報道，本節(jié)依托滬蓉西 高速公路廟埡分岔隧道小間距段進(jìn)行工程實例計算與分析。取一深埋圍巖壓力監(jiān)測斷面， IV級圍巖，且施工中先行開挖左洞。計算參數(shù)取值如