A new theory for determining large deformation area of roof at intersection and verification analysis
简介：从地表浅部隧道至深部巷道,交岔点是应用广泛的交通线路结构,确定交岔点顶板的下沉隐患区是其稳定性控制的关键.而应用传统的等效跨度理论分析变形的范围、峰值点及角度影响等因素存在困难.考虑交岔点顶板的整体结构,提出了等效三角板理论,并得到了等效三角板的几何参数计算式和挠度计算式.通过数值分析验证两种理论在不同交叉角度、不同巷道类型和不同围岩岩性下18个模型中的应用情况,结果表明:1)基于各模型模拟结果建立的交岔点顶板等效三角板结构成功确定了顶板的高位移区位置;2)等效三角板理论的面积对比法可合理解释:①交岔点顶板下沉量随交叉角度增大而减小;② 不同巷道类型交岔点的顶板下沉量存在矩形类＞拱形类＞圆形类;③围岩软弱的交岔点顶板下沉量明显大于围岩较硬的交岔点.根据两种理论应用结果,在基本假设、力学模型、主要观点及机理分析上对比阐明了等效三角板理论的4点优势.由此探究交岔点顶板大变形诱因,得到J2峰值带驱动区域大变形,其峰值点与等效三角板的重心点位置相一致,其范围的变化与等效三角板面积的变化规律相符.等效三角板理论明确了交岔点顶板的大变形区域,为其初期支护设计、中期监测和后期局部补强提供了清晰的指导依据.展开
关键词：roadway intersectionroof deformationequivalent span theorytriangular plate structureNumerical analysisstress partial tensor巷道交岔点等效跨度理论三角板结构数值分析应力偏张量
在线出版日期：2025-04-29 （网站首发日期）
