基于离散元分析盾构动态掘进引起的无黏性地层主应力特征

发布时间：2018-12-11 23:58

【摘要】：为阐明土压平衡盾构掘进引起无黏性地层主应力响应特征,采用离散元方法建立土压平衡盾构动态掘进二维数值模型。在同一盾构掘进速率下,考虑不同土仓排土速率,分析盾构掘进引起的地表沉隆变化;取上、下2组极限排土工况,研究盾构掘进过程中排土速率引起的砂土地层主应力变化特征。研究结果表明:盾构掘进引起的地层主应力大小和方向的变化与土仓排土速率密切相关;在不排土工况下,地层主应力的量值和偏转明显,掘进引起地层主应力响应的范围要比排土工况的大,且主应力比排土工况的更不容易达到稳定状态。在排土工况下,掌子面前方会形成明显的应力释放区;在同一排土速度下,掘进过程中地层大、小主应力随盾构掘进变化趋势相似,但变化的程度不同。
[Abstract]:In order to elucidate the principal stress response characteristics of non-viscous strata caused by earth pressure balanced shield tunneling, a two-dimensional numerical model of dynamic earth pressure balance shield tunneling is established by using discrete element method. Under the same shield tunneling rate, considering the different soil dump rate, the surface subsidence caused by shield tunneling is analyzed. In this paper, the characteristics of principal stress variation in sand stratum caused by the rate of draining during shield tunneling are studied by taking the upper and lower two groups of extreme dump working conditions. The results show that the variation of the principal stress and direction caused by shield tunneling is closely related to the soil dump rate. Under the condition of no soil displacement, the magnitude and deflection of the formation principal stress are obvious, the range of the main stress response caused by the tunneling is larger than that of the dumping condition, and the principal stress is more difficult to reach the stable state than that of the dumping condition. Under the condition of draining, obvious stress releasing area will be formed in front of the face, and at the same dumping speed, the change trend of the main stress is similar with the shield tunneling, but the change degree is different.
【作者单位】： 中南大学土木工程学院;重载铁路工程结构教育部重点实验室;
【基金】：中国博士后科学基金项目(2015T80887) 中南大学创新驱动资助项目(2015CXS015);中南大学研究生创新项目(2016zzts414)~~
【分类号】：U455.43

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本文编号：2373473