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作者:任道远;高新强;马泽骋;樊浩博;朱正国;
单位:石家庄铁道大学省部共建交通工程结构力学行为与系统安全国家重点实验室;石家庄铁道大学土木工程学院;河北省交通工程结构力学行为演变与控制重点实验室;河北省金属矿山安全高效开采技术创新中心;
摘要:依托某国家重点铁路工程隧道穿越高地应力TBM施工段,通过精细化三维数值模拟与回归正交试验相结合,运用多元线性回归方法对试验结果进行研究,分析不同支护因素的敏感性并判明其对控制围岩变形起到的利弊作用,同时得到该试验的一次回归方程,为结构优化提供快速计算公式,以此来调整参数,优化支护结构。一次回归正交试验选取短锚杆长度、长锚杆长度、钢拱架间距、锚杆环向和纵向间距、喷射混凝土等级与地应力水平作为研究影响因素,采用L_8(2~7)正交表,不考虑交互作用进行回归正交试验,计算常数项与各偏回归项系数,建立回归方程,对试验结果进行方差分析与失拟性检验。检验结果表明:因素地应力水平F值大于F_(0.001),地应力水平对围岩变形起到决定性影响,短锚杆长度、钢拱架间距与锚杆纵向间距的F值均大于F_(0.025),其均对控制围岩变形有显著影响;所建立的回归方程显著,失拟性检验不显著,回归方程具有较好的拟合程度。在设计施工时首先应考虑采取措施释放地应力,其次在选取支护参数时应将短锚杆长度、钢拱架间距与锚杆纵向间距纳入重点考虑内容。
关键词:高地应力隧道;;回归正交试验;;三维数值分析;;多元一次回归方程;;敏感性研究;;多重联合支护;;失拟性检验
基金资助:中国铁建股份有限公司科技重大专项(2019-A05);; 石家庄铁道大学研究生创新资助项目(YC2022017)