砂層地基盾構(gòu)隧道開挖面被動破壞支護(hù)力研究.pdf

1、隨著我國城市化進(jìn)程的加快,城市人口不斷增加,大城市里的交通壓力愈演愈烈。地鐵作為節(jié)約城市地上空間、緩解交通壓力的重要工具,目前在國內(nèi)的大中城市正在大量興建。由于地鐵多穿越城市建筑物密集的街道市區(qū),因此要求施工對周圍環(huán)境影響小。盾構(gòu)法施工以其安全可靠、機械化程度高、工作環(huán)境好、土方量少、進(jìn)度快、不同地質(zhì)條件適應(yīng)性強、對城市建筑物的影響小等優(yōu)點得以在地鐵施工中廣泛采用。在盾構(gòu)法施工中,支護(hù)力過大極易造成地表隆起,導(dǎo)致開挖面前方土體發(fā)生被動破

2、壞,因此,研究開挖面被動破壞機理和極限支護(hù)力具有極大的工程意義。本文首先通過有限元方法對砂土中盾構(gòu)隧道開挖面支護(hù)力過大造成的被動破壞進(jìn)行模擬。通過大量工況的計算對比,對開挖面被動破壞極限支護(hù)力進(jìn)行總結(jié)分析,指出淺埋隧道易發(fā)生被動破壞,開挖面支護(hù)力控制難度大。另外對開挖面前方土體在發(fā)生被動破壞時的破壞模式進(jìn)行研究分析。其次對浙江大學(xué)與香港科技大學(xué)合作開展的盾構(gòu)隧道被動破壞離心機試驗的準(zhǔn)備階段和試驗過程進(jìn)行了詳細(xì)的介紹。試驗一方面得到了開挖

3、面的荷載位移曲線,用于確定被動破壞極限支護(hù)力,另一方面得到了被動破壞時的土體位移增量場,用于揭示開挖面前方土體的被動破壞模式。采用有限元模擬的方法,對離心機試驗中開挖面被動破壞的支護(hù)力進(jìn)行了核算,對開挖面被動破壞模式做進(jìn)一步數(shù)值分析,計算所得結(jié)果與試驗所測的值吻合良好。綜合分析盾構(gòu)隧道開挖面被動破壞有限元模擬以及離心機試驗的結(jié)果,本文提出基于極限平衡法的三維楔形體模型,該模型基于砂土的摩爾庫倫破壞準(zhǔn)則,用于計算盾構(gòu)隧道被動破壞極限支護(hù)力