三维盾构隧道开挖面极限支护压力的上限解

发布时间：2017-10-17 20:26

  本文关键词：三维盾构隧道开挖面极限支护压力的上限解

  更多相关文章： 盾构隧道 极限支护压力 上限解 开挖面稳定性

【摘要】：为了研究掘进过程中盾构隧道开挖面附近土体的稳定性,假设土体为纯粘性土,且为理想弹塑性材料,服从摩尔-库仑屈服准则,参照矩形基础承载力问题的三维Hill机构,建立了盾构隧道开挖面土体处于主动、被动极限平衡状态下的破坏模式。从塑性极限分析上限法的基本原理出发,推导出三维盾构隧道开挖面极限支护压力上限解的计算公式。结合某算例,讨论了三维盾构隧道开挖面主动、被动极限支护压力上限解与平面应变上限解的关系,以及开挖面极限支护力与土体粘聚力、h/D的相互关系。研究结果表明:三维盾构隧道开挖面主动极限支护力要比平面应变上限解小,而被动极限支护力要比平面应变上限解大;随着粘聚力的增加,三维盾构隧道主动、被动极限支护力与平面应变上限解的差别也逐渐增大;盾构隧道开挖面主动、被动极限支护力的上限解均随h/D的增大而增大,且h/D越大,盾构隧道开挖面主动、被动极限支护力随土体粘聚力的变化速率也越快。
【作者单位】： 昆明理工大学土木工程学院;云南大学城市建设与管理学院;
【关键词】： 盾构隧道 极限支护压力 上限解 开挖面稳定性
【基金】：国家自然科学基金项目(51264037) 昆明理工大学人才培养基金项目(KKSY201206020)资助
【分类号】：U455.43
【正文快照】： 引言随着地铁建设的快速发展,盾构施工技术已成为城市地下隧道建设的主要工法之一,特别是当隧道处于软土、砂土等不良地层时。然而盾构在掘进过程中,由于土体开挖使得隧道前方出现临空面,通常需要在盾构密封舱内施加一定的支护力来确保开挖面土体处于平衡状态。对于隧道开挖面

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 魏纲;贺峰;;砂性土中顶管开挖面最小支护压力的计算[J];地下空间与工程学报;2007年05期

2 胡雯婷;吕玺琳;黄茂松;;盾构隧道开挖面极限支护压力三维极限平衡解[J];地下空间与工程学报;2011年05期

3 周峻;杨子松;彭芳乐;;上坡条件下盾构开挖面极限支护压力研究[J];地下空间与工程学报;2011年05期

4 程展林,吴忠明,徐言勇;砂基中泥浆盾构法隧道施工开挖面稳定性试验研究[J];长江科学院院报;2001年05期

5 吕玺琳;王浩然;;软土盾构隧道开挖面支护压力极限上限解[J];土木建筑与环境工程;2011年02期

6 白永学;漆泰岳;李有道;赵毅;;浅埋砂卵石地层盾构开挖面稳定性影响因素研究[J];铁道学报;2013年03期

7 朱伟,秦建设,卢廷浩;砂土中盾构开挖面变形与破坏数值模拟研究[J];岩土工程学报;2005年08期

8 李昀;张子新;张冠军;;泥水平衡盾构开挖面稳定模型试验研究[J];岩土工程学报;2007年07期

9 宋春霞;黄茂松;吕玺琳;;非均质地基中平面应变隧道开挖面稳定上限分析[J];岩土力学;2011年09期

10 陈仁朋;齐立志;汤旅军;周保生;;砂土地层盾构隧道开挖面被动破坏极限支护力研究[J];岩石力学与工程学报;2013年S1期

【共引文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 赵尚毅,时卫民,郑颖人;边坡稳定性分析的有限元法[J];地下空间;2001年S1期

2 邓楚键,郑颖人;极限分析下限有限元法及其应用[J];地下空间;2003年02期

3 李剑玲,刘东燕;偏心倾斜荷载作用下地基极限承载力上限解[J];地下空间;2004年02期

4 裴洪军 ,孙树林 ,吴绍明 ,裴红岩 ,苑明文;隧道盾构法施工开挖面稳定性研究方法评析[J];地下空间与工程学报;2005年01期

5 程彩霞;赵均海;魏雪英;;楔体极限荷载的统一滑移线与有限元解[J];地下空间与工程学报;2005年06期

6 韦良文;张庆贺;邓忠义;;大型泥水盾构隧道开挖面稳定机理与应用研究[J];地下空间与工程学报;2007年01期

7 李昀;张子新;;泥浆渗透对盾构开挖面稳定性的影响研究[J];地下空间与工程学报;2007年04期

8 魏纲;贺峰;;砂性土中顶管开挖面最小支护压力的计算[J];地下空间与工程学报;2007年05期

9 李庭平;沈水龙;姜弘;;下穿式盾构泥水压力对既有隧道的影响分析[J];地下空间与工程学报;2009年03期

10 胡雯婷;吕玺琳;黄茂松;;盾构隧道开挖面极限支护压力三维极限平衡解[J];地下空间与工程学报;2011年05期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 何思明;吴永;李新坡;;黏性泥石流沟道侵蚀启动机制研究[A];第九届全国岩土力学数值分析与解析方法讨论会论文集[C];2007年

2 韩月旺;钟小春;朱伟;虞兴福;;玉力舱土体改良对盾构开挖面稳定影响研究[A];第九届全国岩土力学数值分析与解析方法讨论会论文集[C];2007年

3 牛文杰;叶为民;黄雨;陈宝;;浅基础形状和埋深对天然非饱和地基承载力的影响[A];第七届全国工程结构安全防护学术会议论文集[C];2009年

4 范文;俞茂宏;林永亮;陈立伟;吴黎辉;;基于统一强度理论的地基极限承载力滑移线分析[A];2002年中国西北部重大工程地质问题论坛论文集[C];2002年

5 包承纲;郭熙灵;程展林;周小文;;南水北调(中线)工程若干岩土问题研究[A];中国土木工程学会第九届土力学及岩土工程学术会议论文集（上册）[C];2003年

6 李昀;张子新;;相似模型试验中土质相似材料的试验研究[A];中国土木工程学会第十二届年会暨隧道及地下工程分会第十四届年会论文集[C];2006年

7 ;Analysis of the slurry infiltration effect on soil by true triaxial test under the ESEM-scanning[A];The Shanghai Yangtze River Tunnel Theory,Design and Construction[C];2008年

8 方勇;何川;赵强政;谢俊;华科;;土压平衡式模型盾构机的研制[A];中国土木工程学会第十三届年会暨隧道及地下工程分会第十五届年会论文集[C];2008年

9 陈敏华;刘国楠;;软基上路堤稳定性的能量分析法[A];工程排水与加固技术理论与实践——第七届全国工程排水与加固技术研讨会论文集[C];2008年

10 孔恒;王梦恕;邹彪;;浅埋暗挖隧道工作面正面土体超前预加固的力学行为分析[A];第九届海峡两岸隧道与地下工程学术及技术研讨会论文集[C];2010年

中国博士学位论文全文数据库 前10条

1 李鹏飞;海底隧道围岩稳定性分析与控制研究[D];北京交通大学;2011年

2 蒙晓莲;大坡度小半径线路情况对盾构法施工开挖面稳定性及管片受力影响的研究[D];北京交通大学;2011年

3 孙谋;盾构隧道进出洞土体颗粒渐进破坏模式分析及加固精细化设计研究[D];北京交通大学;2011年

4 贾亮;加筋挡土墙的地震作用及动力稳定性分析[D];兰州理工大学;2011年

5 薛富春;富水黄土隧道隧底动力特性研究[D];西南交通大学;2011年

6 刘克瑾;天津滨海新区新近吹填软黏土的流变特性及非线性流变本构模型研究[D];天津大学;2010年

7 乔东生;深水平台锚泊定位系统动力特性与响应分析[D];哈尔滨工业大学;2011年

8 上官子昌;土压平衡盾构机密封舱压力控制机理模型及其实验研究[D];大连理工大学;2011年

9 张远荣;盾构过富水砂层对环境影响的分析研究[D];中国铁道科学研究院;2011年

10 王飞;安定性数值分析方法及其在海洋地基承载力评价中的应用[D];大连理工大学;2002年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 张宇;软土地区近距离下穿隧道盾构施工对地表沉降及既有隧道变形影响分析[D];天津城市建设学院;2010年

2 袁富强;三维极限平衡法研究与应用[D];中国地质大学（北京）;2011年

3 肖文辉;基于透明土的盾构隧道模型试验初步研究[D];武汉理工大学;2011年

4 陈培震;大直径钻孔灌注桩群桩竖向承载性能数值分析与研究[D];大连理工大学;2011年

5 吕纬;浅埋暗挖含水砂层隧道围岩稳定性研究[D];广东工业大学;2011年

6 李列列;三维外凸边坡稳定性分析方法研究及数值模拟[D];中南大学;2011年

7 严中;倾斜地表条件下隧道开挖面稳定与地表塌陷控制研究[D];中南大学;2011年

8 张新;坪西公路边坡稳定分析有限元极限分析上限法[D];华南理工大学;2011年

9 赵毅;盾构扩挖修建地铁车站施工工法研究[D];西南交通大学;2010年

10 李春生;震后公路抗滑桩工作状态评估方法及加固技术研究[D];重庆交通大学;2011年

【二级参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 裴洪军 ,孙树林 ,吴绍明 ,裴红岩 ,苑明文;隧道盾构法施工开挖面稳定性研究方法评析[J];地下空间与工程学报;2005年01期

2 韦良文;张庆贺;邓忠义;;大型泥水盾构隧道开挖面稳定机理与应用研究[J];地下空间与工程学报;2007年01期

3 魏纲;贺峰;;砂性土中顶管开挖面最小支护压力的计算[J];地下空间与工程学报;2007年05期

4 程展林,吴忠明,徐言勇;砂基中泥浆盾构法隧道施工开挖面稳定性试验研究[J];长江科学院院报;2001年05期

5 周小文,濮家骝,包承钢;砂土中隧洞开挖稳定机理及松动土压力研究[J];长江科学院院报;1999年04期

6 韦良文;张庆贺;孙统立;吴敏慧;;盾构隧道开挖面稳定研究进展[J];重庆交通大学学报(自然科学版);2007年06期

7 张一宁;邬志成;;黄浦江越江隧道施工风险分析与控制——以上海市人民路隧道施工为例[J];建设监理;2009年08期

8 秦建设,尤爱菊;盾构隧道开挖面稳定数值模拟研究[J];矿山压力与顶板管理;2005年01期

9 张庆贺,朱忠隆;21世纪地铁施工技术展望[J];施工技术;1999年01期

10 徐东,周顺华,黄广军,刘建国;上海粘土的成拱能力探讨[J];上海铁道大学学报(理工辑);1999年06期

中国博士学位论文全文数据库 前2条

1 秦建设;盾构施工开挖面变形与破坏机理研究[D];河海大学;2005年

2 乔世范;随机介质变形破坏判据研究及其工程应用[D];中南大学;2006年

中国硕士学位论文全文数据库 前1条

1 齐立志;砂层地基盾构隧道开挖面被动破坏支护力研究[D];浙江大学;2012年

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 申红杰;恒山隧道开挖工艺[J];山西建筑;2003年07期

2 李仕东;陈英军;刘世松;侯毅;;以测点坐标为引数放样隧道开挖面轮廓线[J];中外公路;2005年06期

3 贾蓬;张晋毅;;近距离平行隧道开挖的三维有限元数值分析[J];现代隧道技术;2006年01期

4 张延新;蔡美峰;乔兰;王克忠;;高速公路隧道开挖与支护力学行为研究[J];岩石力学与工程学报;2006年06期

5 孙卫民;王秋生;;过街隧道开挖对周围管群的影响分析[J];甘肃科技;2006年09期

6 罗文林;刘峧炜;韩煊;;隧道开挖对桩基工程影响的数值分析[J];岩土力学;2007年S1期

7 严绍洋;李亮辉;高燕希;张春宇;;公路隧道开挖渗流场的有限差分法分析[J];中外公路;2007年06期

8 董军;陈波;李玲;唐宗富;钱双彬;;近距离隧道开挖对已有地下结构的安全影响分析[J];中国科技论文在线;2007年09期

9 李煜，

本文编号：1050874