3公路隧道围岩压力研究与发展曲海锋1,杨重存1,朱合华1,2,王华牢3,杨彦民3(1.同济大学地下建筑与工程系,上海200092;2.同济大学岩土工程重点实验室,上海200092;710075)3.中交第一公路勘察设计研究院,西安摘要:由于岩土体性质、地应力、边界条件、施工过程等方面的复杂性和随机性,使得公路隧道围岩压力的确定或计算变得十分困难。近百多年来,国内外的学者不断地结合新工艺、新技术,从不同角度出发对其进行了深入的研究,从最初的松动压力到现在的形变压力、从经验公式法到反分析预测法等,取得了不少有价值的成果。但随着近年来公路隧道的结构越来越复杂、断面越来越大,现有的这些围岩压力的计算方法已很难满足其建设的需要,发展更加合理的围岩压力计算方法已经成为一种迫切的需要。作者首先对经验公式法、理论计算法、现场量测法、模型试验法和反分析预测法等围岩压力计算方法的研究和发展进行分析和评价,指出这些方法中普遍存在的问题。在此基础上对我国公路、铁路隧道中经验公式的适应性和适用性进行了重点讨论,旨在为公路隧道围岩压力计算的研究和发展提供借鉴和参考意中图分类号:U451.1文献标识码:A文章编号:167320836(2007)0320536208ResearchandDevelopmentonSurroundingRockPressureofRoadTunnelQUHai2feng1,YANGZhong2cun1,ZHUHe2hua1,2,WANGHua2lao3,YANGYan2min3Abstract:Itisverydifficulttocalculateordeterminethesurroundingrockpressureofroadtunnelbecauseofcomplicationandrandomnessoftherockmasscharacter,parameterofgroundstress,boundaryconditionandcon2structionprocess.Sincethe20thcentury,lotsofscholarshavebeenstudyingitfromdifferentanglewiththenewtechniqueandmethodprofoundly,suchasfromloosening-pressuretodeformation-pressureandfromtheexperi2enceformulatothebackanalysismethod,andmanyresearchproductionshavebeenacquired.However,withmoreandmorecomplexityandlargecross-sectionoftunnelstructure,currentcalculationmethodsofsurroundingrockpressurecannotanswertheneedsofconstructionofroadtunnelinlargedegree.Therefore,developmentofmoreap2propriatecalculationmethodofsurroundingrockpressureisanimminentneedcurrently.Inthispaper,theempiricalformula,theoreticalcalculation,in-situmeasurement,model-experiment,backanalysisasthemethodstoobtainsurroundingrockpressureoftunnelaregeneralizedandanalyzed,andtheproblemsofthesemethodsarealsopointedoutanddiscussed.Then,theapplicabilityofempiricalformulasofsurroundingrockpressureofroadandra3收稿日期:2007201215(修改稿)作者简介:曲海锋(19762),男,吉林人,博士研究生,主要从事公路隧道设计与结构优化等方面的研究工作。5372007年第3期曲海锋,等:公路隧道围岩压力研究与发展ofroadtunnel.Keywords:surroundingrockpressure;load-structuremethod;empiricalformula;roadtunnel雅阔诺夫)提出围岩分类,并给出了松散地层和破碎岩体的松动压力公式[4]。普氏理论认为作用在深埋松散岩体洞顶的围岩压力仅为压力拱内部岩体的自重。该公式中坚固系数f的确定存在很大的经验性。根据我国对普氏理论多年来的使用经验,f=3时,围岩压力值比较接近实际,大于4时(硬土地层),围岩压力值偏大,小于2时(软土地层)围岩压力值偏小。一般在松散、破碎围岩稳定性较差的深埋地段推荐采用普氏理论。1922年Hewett和Johannesson基于土压力理论来估算作用在衬砌结构上的压力大小和分布情况[5]。这一结果往往基于工程技术人员的想法和经验,而且没有考虑岩土介质开挖后的应力重分布。因此具有很大的盲目性和不确定性。1946年泰沙基(K.Terzaghi)基于应力传递法提出了松散岩体的围岩压力计算公式[6]。泰沙基压力公式考虑了松散材料的内部粘聚力,但侧部摩擦系数均取为松散材料的内摩擦角的正切值。按照此法计算出的围岩压力值过于保守,适用于计算浅埋隧道围岩的压力。1964美国学者Deere的岩石质量指标体系RQD分类中给出了围岩压力的计算公式[7]。以上公式偏重于单指标的计算。进入70年代后,工程围...