濱海區(qū)粉質(zhì)粘土地層盾構(gòu)側(cè)穿單樁模型試驗(yàn)研究.pdf

1、本文依托天津地鐵1號(hào)線粉質(zhì)粘土地層盾構(gòu)區(qū)間段典型工程特點(diǎn)，開展盾構(gòu)穿樁工程的模型試驗(yàn)、理論分析及數(shù)值模擬，分析了軟弱圍巖地層及既有樁體的力學(xué)響應(yīng)，結(jié)論如下:
　　(1)按1∶100幾何相似比，自主設(shè)計(jì)了可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)頂推與盾尾同步注漿功能的盾構(gòu)模型試驗(yàn)系統(tǒng);得到襯砌相似材料與質(zhì)量配比為石蠟∶清潔石英砂（直徑1mm）∶鋼纖維（直徑0.2mm，長(zhǎng)5mm）=15∶90∶1;天津地區(qū)粉質(zhì)粘土地層相似材料配比為清潔河沙∶200目重晶石粉∶凡士林

2、=8∶3∶1;模型試驗(yàn)驗(yàn)證了注漿控制軟弱圍巖-樁體系統(tǒng)位移的顯著作用，并標(biāo)定了此粉質(zhì)粘土地層盾構(gòu)注漿填充系數(shù)范圍1.4～1.6。
　　(2)自主設(shè)計(jì)11組共計(jì)33個(gè)正交模型試驗(yàn)，工況包括盾構(gòu)隧道不同埋深(1D、2D、3D)，不同支護(hù)（毛洞開挖、襯砌注漿支護(hù)）及樁隧相對(duì)位置（水平向距隧道中軸鉛垂面1D、2D、3D，樁底豎直向距隧道中軸水平面0.5D、0D、-0.5D），考察各工況的圍巖及樁體位移與應(yīng)力響應(yīng);引入非接觸觀測(cè)PIV技術(shù)驗(yàn)

3、證模型試驗(yàn)的地層位移及顆粒運(yùn)移規(guī)律;綜合分析有、無(wú)樁各工況，確定了盾構(gòu)穿樁K值變化區(qū)間。
　　(3)觀測(cè)到無(wú)注漿、襯砌支護(hù)H/D=1-3的毛洞開挖引發(fā)典型的漸進(jìn)性坍塌破壞過(guò)程;通過(guò)襯砌注漿支護(hù)，地層沉降得到有效控制，土壓力分布趨于均勻;同步注漿填充系數(shù)為1.5時(shí)，盾構(gòu)對(duì)拱腰徑向壓力影響范圍為1.5D，1D～2D區(qū)域壓力降幅為10％以上;樁體繞流現(xiàn)象明顯，隨樁體埋深增大K值減小;盾構(gòu)穿樁增大了樁側(cè)圍巖壓力，可觀測(cè)到樁體遮攔效應(yīng);樁位