密砂地层盾构隧道纵坡开挖面稳定性理论分析 |
| |
引用本文: | 程诚,赵文,王迎超,路博,韩健勇,陈阳,程思高.密砂地层盾构隧道纵坡开挖面稳定性理论分析[J].中国公路学报,2023(4):157-168. |
| |
作者姓名: | 程诚 赵文 王迎超 路博 韩健勇 陈阳 程思高 |
| |
作者单位: | 1. 中国矿业大学力学与土木工程学院;2. 苏州大学轨道交通学院;3. 东北大学资源与土木工程学院;4. 中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室;5. 山东建筑大学土木工程学院;6. 西安理工大学土木建筑工程学院;7. 中国水利水电第六工程局有限公司 |
| |
基金项目: | 国家自然科学基金项目(51878127,42272313,52008338);;国家留学基金委公派项目(201906080128);;中央高校基本科研业务费专项资金项目(2022QN1028)~~; |
| |
摘 要: | 盾构开挖面支护压力计算属于隧道工程稳定性分析的核心内容之一。现阶段理论研究主要集中于水平隧道开挖面的失稳机理,未能充分考虑盾构机纵向倾角的影响。选取仰坡、水平和俯坡3种掘进工况,基于前期模型试验结果与极限平衡理论,构建了密砂地层盾构隧道纵坡开挖面三维理论模型,结合Terzaghi松动土压力理论推导出开挖面主动极限支护压力计算公式。采用有限差分软件Flac3D5.0构建三维数值模型,分析了密砂地层不同纵坡条件下的开挖面失稳模式及支护压力的变化特点,结合模型试验结果,综合确定理论模型核心参数(对数螺旋线高度系数和滑裂面倾角)的选取方法。通过开展与其他理论方法的对比分析,验证了该理论模型的可行性。研究结果表明:隧道由俯角倾斜渐变至仰角倾斜的过程中,开挖面失稳区域逐渐扩大,且相应极限支护压力呈近似两阶段线性增加,支护压力的增加幅度在隧道由水平渐变至仰角倾斜期间显著提升;开挖面支护压力随隧道直径的增加同步增大,且在仰坡条件下,隧道直径对支护压力的影响更为显著。该研究成果对于盾构纵坡掘进施工具有一定的指导意义。
|
关 键 词: | 隧道工程 主动极限支护压力 极限平衡理论 密砂地层 纵向倾角 |
|
|