砂土地层盾构隧道开挖面支护压力与地表变形关系模型试验研究

发布时间：2018-12-16 04:29

【摘要】：为研究砂土地层盾构隧道开挖面支护压力和地表变形的关系,文章通过自制模型试验系统,测量了砂土土样地表变形和开挖面支护压力,分析研究了地表沉降、隆起与开挖面支护压力之间的关系。通过测量不同覆土厚度情况下的扰动区域范围,建立了开挖面前方土体沉降和隆起破坏模型;试验得到了开挖面支护压力和地表变形相关关系曲线,在此基础上,提出了以0.2%开挖洞径变形量作为实际支护压力设定的参考点,并结合朗肯土压力公式给出了维持开挖面稳定的极限支护压力上下限值。为便于应用,建议了维持地表特定变形量下的支护压力值。
[Abstract]:In order to study the relationship between the surface support pressure and the surface deformation of shield tunnel in sand stratum, the surface deformation of sand soil sample and the support pressure of excavation surface are measured by self-made model test system, and the surface settlement is analyzed and studied. The relationship between uplift and support pressure of excavating face. The model of soil settlement and uplift failure in front of excavating surface is established by measuring the range of disturbed area under different overlying soil thickness. On the basis of the experimental results, the correlation curves between the pressure and the surface deformation of the excavated face are obtained. On the basis of the curves, it is proposed that the deformation of 0.2% excavation diameter should be taken as the reference point for setting the actual supporting pressure. Combined with Rankine's earth pressure formula, the upper and lower limit values of limit support pressure are given to maintain the stability of excavating surface. For the convenience of application, it is suggested to maintain the support pressure value under the specific deformation of the surface.
【作者单位】： 北京交通大学土建学院;
【基金】：国家973项目——高水压越江海长大盾构隧道工程安全的基础研究(2015CB057800)
【分类号】：U455.43

【参考文献】

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1 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

2 孙钧;城市地下工程活动的环境土工学问题(上)[J];地下工程与隧道;1999年03期

3 资谊;陈强;章荣军;郑俊杰;;复合地层中隧道开挖面支护压力对地层变形的影响[J];华中科技大学学报(城市科学版);2010年04期

4 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

5 肖晓春;;新加坡地铁C855标盾构隧道开挖面稳定性分析及泥水压力设定[J];现代隧道技术;2012年01期

6 岳松林;范鹏贤;卢浩;蒋海明;张静;;南京地铁越江隧道盾构开挖面失稳因素的定量分析[J];现代隧道技术;2013年05期

【共引文献】

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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 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

4 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

5 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

6 饶志红;许雷;林正纯;;组合型水泥土挡墙的弹塑性有限元分析[J];地下空间与工程学报;2010年02期

7 邵华;;泥水盾构下穿运营地铁隧道的监护技术分析[J];地下空间与工程学报;2011年06期

8 孔祥鹏;白云;徐冬洪;;泥水盾构开挖面泥膜的弹性模量[J];地下空间与工程学报;2012年02期

9 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

10 郭正刚;孙伟;岳明;;A Model of Shield Jack Thrust to Shield Attitude[J];Journal of Donghua University(English Edition);2011年02期

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1 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

2 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

3 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

4 ;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

5 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

6 韩晓瑞;朱伟;刘泉维;钟小春;闵凡路;;泥浆性质对泥水盾构开挖面泥膜形成质量影响[A];第二届中国水利水电岩土力学与工程学术讨论会论文集（一）[C];2008年

7 孙钧;朱忠隆;;城市地铁盾构掘进环境土工安全的智能预测与控制[A];盛世岁月——祝贺孙钧院士八秩华诞论文选集[C];2006年

8 孙钧;;软土地铁区间隧道盾构施工计算机技术管理系统研制[A];盛世岁月——祝贺孙钧院士八秩华诞论文选集[C];2006年

9 王占生;;软土保护区内基坑施工对轨道交通隧道的影响分析[A];第三届全国地下、水下工程技术交流会论文集[C];2013年

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4 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

5 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

6 魏纲;顶管工程土与结构的性状及理论研究[D];浙江大学;2005年

7 徐前卫;盾构施工参数的地层适应性模型试验及其理论研究[D];同济大学;2006年

8 胡群芳;基于地层变异的盾构隧道工程风险分析及其应用研究[D];同济大学;2006年

9 孙统立;多圆盾构施工扰动土体位移场特性及其控制技术研究[D];同济大学;2007年

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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 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

5 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

6 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

7 田青青;辐条式刀盘地质适应性的数值分析[D];天津大学;2010年

8 陈强;上软下硬地层中盾构隧道开挖面支护压力研究[D];华中科技大学;2010年

9 雷晗;大直径砼顶管工程中土与结构的相互作用分析[D];上海交通大学;2012年

10 李楠;土压平衡式盾构机掘进性能评价方法研究[D];天津大学;2012年

【二级参考文献】

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1 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

2 姜忻良;贾勇;王涛;;近距离平行隧道盾构施工对老隧道影响的数值模拟[J];天津大学学报;2007年07期

3 黄正荣;朱伟;梁精华;秦建设;;盾构法隧道开挖面极限支护压力研究[J];土木工程学报;2006年10期

4 范鹏贤;王明洋;李文培;;岩土介质中圆形隧洞围岩压力理论分析进展[J];现代隧道技术;2010年02期

5 肖明清;邓朝辉;鲁志鹏;;武汉长江隧道盾构段结构型式研究[J];现代隧道技术;2012年01期

6 郅彬;韩晓雷;杨更社;;盾构施工开挖面稳定分析研究[J];西安科技大学学报;2009年03期

7 沈建奇;金先龙;王吉云;;盾构机掘进对大堤安全影响的三维数值模拟及试验验证[J];系统仿真学报;2008年16期

8 王来贵,黄润秋,张倬元;岩石工程失稳破坏及其研究思路与方法[J];岩石力学与工程学报;1998年05期

9 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

10 黄正荣;朱伟;梁精华;秦建设;;浅埋砂土中盾构法隧道开挖面极限支护压力及稳定研究[J];岩土工程学报;2006年11期

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1 魏纲;顶管工程土与结构的性状及理论研究[D];浙江大学;2005年

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本文编号：2381814