楔形体模型的简化计算方法

发布时间：2020-01-30 05:28

【摘要】：目前用于求解盾构开挖面极限支护力的理论计算公式参数都较多且计算较为繁琐。文章基于目前使用较为普遍的楔形体理论计算模型对极限支护力的简化计算方法进行了研究。研究发现:当砂土的内摩擦角在20°~70°范围内时,其计算值的对数Inσ_T与砂土的内摩擦角ψ近似呈线性关系;而且在不考虑地面附加应力的影响下,当砂土的重度、盾构开挖面直径和盾构埋深不同时,lnσ_T与ψ的关系曲线近似平行。文章通过线性拟合的方法,在一定范围内通过引入砂土重度影响系数a、盾构开挖面直径影响系数6和埋深影响系数c得到了考虑砂土重度、盾构开挖面直径和埋深等因素影响的盾构开挖面极限支护力的简化计算公式,简化了盾构开挖面极限支护力的求解过程。
【图文】：

Ｋｕ邋ｔａｎ＾Ｐ逡逑２楔形体计算模型逦＾逡逑ｐ邋ｅ—■ｕ￣＂逦（４）逡逑三维楔形体模型的概念最早由Ｈｏｒｎ１３１邋（１％丨）提一山邋°逡逑山■／－，山甘７：山１＾１逦ｊｐ邋Ｃ邋．身，式中：ｅ邋＝邋ｔａｎ（ａ－ｐ）邋＝邋ｔａｎ（４５。－＜ｐ／２）邋；／／为隧道顶部至逡逑出。在此基础上，Ｊａｎｃｓｅｃｚ邋＆邋Ｓｔｅｉｎｅｒ＾ｌＱＱＡ假设地逦ｎ邋＿．＿二；“一逡逑层均匀，娜体上部土柱考虑土体的松动土压力，采逦、逦、逡逑用该模型来分析盾构隧道开挖面的嫌支护力，如逦＋逡逑图１所示。逡逑ａｒ邋＝邋Ｐ／Ｂ２逦（５）逡逑，逦３极限支护力简化计算逡逑卜／逦＼邋ｉｌｌ逡逑１逦／邋Ｉ邋＼逦｜邋Ｃ邋Ｖ逦３．１适用范围逡逑１逦４－邋Ｊ邋Ｐ邋／／ｆ逦本文研究主要是为了简化实际工程中盾构开挖逡逑／＾Ｎ逦面极限支护压力的计算，同时本文公式的建立是以逡逑ｘｒ／邋１邋／逦／逦楔形体模型计算公式为基础的，因此需要作如下一逡逑ｖｘ￣逦些限制条件：逡逑（１）由于本文所采用的楔形体计算模型中楔形逡逑图１楔形体模型及楔形体受到的作用力逦体上覆土压力采用的是太沙基松动土压力而在逡逑Ｆｉｇ．邋１邋Ｗｅｄｇｅ邋ｍｏｄｅｌ邋ａｎｄ邋ａｐｐｌｉｅｄ邋ｆｏｒｃｅｓ逦深埋粘土地层中（／／／／）＞３．５邋）｜Ｍ１邋太沙基松动土压力理逡逑论不太适用，所以本文只进行砂土的研究。逡逑开挖面前方楔形块受到的作用力为：逦（２）实际隧道工程施工中盾构的直径多为６邋ｍ逡逑（１）

逑进与盾构机直径有关的变量参数ｃ作为埋深影响系逦｜逡逑数来表示该平移量；所以在砂土的重度、盾构的直径逦ｉ逡逑和埋深都变化时的线性拟合曲线，可由上述特定条逦0＾］逦＾逡逑件下的线性拟合曲线平移ａ＋６＋Ｃ得到。由此可以建逦丨５邋２０邋２５邋３０邋３５邋４０邋４５邋５０邋Ｍ邋６０邋６５邋７０邋７５逡逑立盾构开挖面极限支护力的简化计算公式：逦ＷｔｍＫ）逡逑Ｉｎ邋ｃｒＴ邋＝邋－０．０５８＾＞邋＋邋ｎ邋＋邋ａ邋＋邋ｂ邋＋邋ｃ逦（６）逡逑式中：ａＴ为简化公式计算出的盾构开挖面极限支护逦图２不同重度时卢ｌｒｕｒＴ的关系曲线逡逑力；为砂土的内摩擦角；ｎ邋为常数；ａ邋为砂土的重度逦Ｆｉｇ’２邋Ｒｅｌａｔｉｏｎ邋ｃｕｒｖｅｓ邋ｏｆ邋史邋ａｎｄ邋ｌｒｕｒＴ邋ｕｎｄｅｒ邋ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ邋ｇｒａｖｉｔｉｅｓ逡逑影响系数；ｉ为盾构开挖面直径影响系数；ｃ为埋深逡逑影响系数。逦时，只考虑砂土重度变化的盾构开挖面极限支护压逡逑３．２．１砂土的重度影响系数逦力的线性简化计算公式为：逡逑本文以盾构开挖面直径邋ＯＭｍ，埋深／／＝１０ｔｎ，，逦Ｉｎ邋－０．０５８＜ｐ＋４．９４邋＋邋ａ逦（８）逡逑地面附加应力N希

本文编号：2574600