基于球孔扩张的盾构隧道壁后注浆压密模型

发布时间：2018-01-20 01:13

  本文关键词： 隧道工程 盾构 壁后注浆 球孔扩张 压力分布　出处：《交通运输工程学报》2014年01期 　论文类型：期刊论文

【摘要】：为研究盾构隧道壁后注浆的压密效应,假设压密阶段浆体在土体中呈半球形扩张。应用弹塑性理论对球形浆体的扩张过程进行了理论推导,建立了盾构隧道壁后注浆压密模型,计算了压密注浆体的扩张率、土体塑性区扩张率以及注浆对管片产生的压力,分析了注浆压力和土体的弹性模量、粘聚力、内摩擦角等特性参数对管片压力荷载的影响。分析结果表明:注浆对管片的压力随着注浆压力和土体泊松比的增大而增大,随着土体弹性模量、粘聚力和内摩擦角的增大而减小;注浆对单位面积管片产生的压力不随注浆压力和土体特性的改变而改变;注浆对管片产生的压应力随着远离注浆孔而减小。
[Abstract]:In order to study the compaction effect on the back grouting of shield tunnel wall, it is assumed that the slurry expands in a hemispherical shape in the soil during the compaction stage. The elastoplastic theory is used to deduce the expansion process of the spherical slurry. The grouting pressure model behind shield tunnel wall is established, the expansion rate of compacted grouting body, the expansion rate of soil plastic zone and the pressure of grouting on segment are calculated, and the grouting pressure and elastic modulus and cohesive force of soil are analyzed. The analysis results show that the pressure of grouting on the segment increases with the increase of grouting pressure and Poisson's ratio, and with the elastic modulus of soil. The cohesion force and internal friction angle increase and decrease; The pressure produced by grouting on the segment per unit area does not change with the change of grouting pressure and soil characteristics. The compressive stress caused by grouting on the segment decreases as the grouting hole is far away from the grouting hole.
【作者单位】： 长安大学公路学院;
【基金】：国家自然科学基金项目(51178052,50808020) 国家973计划项目(2013CB036003)
【分类号】：U455.43
【正文快照】： 0引言随着城市地下空间的大力开发与利用,盾构工法以其对周围环境影响小、成形质量高、安全可靠、施工进度快等优点而越来越多地应用于城市地铁、公路、电力、通信以及市政污水隧道施工中。盾构工法主要由稳定开挖面、掘进、排土、管片衬砌和壁后注浆3大要素组成。盾构施工的

【参考文献】

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1 汪鹏程;张红亚;;弹塑脆性岩土材料中球形孔大应变扩张分析[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2008年02期

2 范昭平;韩月旺;方忠强;;盾构壁后注浆压力分布计算模型[J];公路交通科技;2011年03期

3 汪鹏程,朱向荣,方鹏飞;考虑土应变软化及剪胀特性的大应变球孔扩张的问题[J];水利学报;2004年09期

4 叶飞;苟长飞;刘燕鹏;孙海东;;盾构隧道壁后注浆浆液时变半球面扩散模型[J];同济大学学报(自然科学版);2012年12期

5 袁小会;韩月旺;钟小春;;盾构隧道壁后注浆压力分布模型[J];西南交通大学学报;2011年01期

6 朱伟,陈仁俊;盾构隧道施工技术现状及展望(第3讲)——盾构隧道应用前景及发展方向[J];岩土工程界;2002年01期

7 黄宏伟;杜军;谢雄耀;;盾构隧道壁后注浆的探地雷达探测模拟试验[J];岩土工程学报;2007年02期

8 李志明;廖少明;戴志仁;;盾构同步注浆填充机理及压力分布研究[J];岩土工程学报;2010年11期

9 黄宏伟,刘恲剑,谢雄耀;盾构隧道壁后注浆效果的雷达探测研究[J];岩土力学;2003年S2期

10 叶飞;朱合华;何川;;盾构隧道壁后注浆扩散模式及对管片的压力分析[J];岩土力学;2009年05期

【共引文献】

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2 杜军;黄宏伟;谢雄耀;;隧道壁后注浆体的探地雷达探测模拟试验研究[J];地下空间与工程学报;2005年06期

3 杜军;黄宏伟;谢雄耀;张丰收;;介电常数对探地雷达检测隧道壁注浆效果研究[J];地下空间与工程学报;2006年03期

4 韩月旺;钟小春;虞兴福;;盾构壁后注浆体变形及压力消散特性试验研究[J];地下空间与工程学报;2007年06期

5 张平松;吴健生;刘盛东;;隧道壁后注浆质量高密度电法测试的可能性[J];地下空间与工程学报;2008年02期

6 刘俊;蔡迎春;王复明;;路基下目标体的路面雷达电磁波模拟与分析[J];大连海事大学学报;2009年01期

7 杨方勤;;超大直径泥水盾构隧道抗浮关键技术综述[J];地下工程与隧道;2011年02期

8 路美丽,刘维宁,孙晓静;盾构法、暗挖法结合修建地铁车站在我国的应用前景[J];都市快轨交通;2004年02期

9 余勇利;罗晓娟;王永军;;北京地区隧道盾构法施工中地表沉降影响因素分析[J];地质灾害与环境保护;2012年01期

10 魏纲;魏新江;洪杰;;盾构隧道壁后注浆机理及其对周边环境的影响[J];防灾减灾工程学报;2010年S1期

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1 陈勇;张小俊;宋雷;;腐蚀弱化地基注浆加固的地质雷达检测[A];贵州省岩石力学与工程学会2010年学术年会论文集[C];2010年

2 ;The dielectric constant testing of grouting slurry and soil behind shield tunnel segment in soft soil[A];The Shanghai Yangtze River Tunnel Theory,Design and Construction[C];2008年

3 王志高;谢雄耀;;HHT在盾构隧道壁后注浆雷达探测中的应用研究[A];第九届全国工程地质大会论文集[C];2012年

4 魏新江;洪杰;魏纲;;双圆盾构隧道同步注浆扩散及环向压力研究[A];第3届全国工程安全与防护学术会议论文集[C];2012年

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1 邹健;桩端后注浆浆液扩散机理及残余应力研究[D];浙江大学;2010年

2 邓孔书;土压平衡盾构推进系统特性及布局优化设计研究[D];清华大学;2010年

3 于雪梅;岩土材料中球形孔洞膨胀问题的力学分析[D];哈尔滨工程大学;2010年

4 陈慧;基于无衍射光的盾构位姿测量系统的理论与技术研究[D];华中科技大学;2011年

5 杜军;盾构隧道壁后注浆探测图像识别及沉降控制研究[D];同济大学;2006年

6 黄正荣;基于壳—弹簧模型的盾构衬砌管片受力特性研究[D];河海大学;2007年

7 叶飞;软土盾构隧道施工期上浮机理分析及控制研究[D];同济大学;2007年

8 刘丰军;盾构法隧道预应力衬砌设计理论及方法研究[D];同济大学;2007年

9 路美丽;盾构先行条件下拓展地铁车站的方案研究及风险分析[D];北京交通大学;2008年

10 邹金锋;扩孔问题的线性与非线性解析及其工程应用研究[D];中南大学;2007年

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2 张鹏;地铁盾构隧道管片接头的理论分析及应用研究[D];北京交通大学;2011年

3 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

4 何景愈;大直径后注浆桩尺寸效应、受力性状及残余应力研究[D];浙江大学;2012年

5 房猛;盾构推进机构电液控制系统的研究[D];浙江大学;2003年

6 徐俊杰;土压平衡盾构施工引起的地表沉降分析[D];西南交通大学;2004年

7 高春香;盾构施工中管片拟合DTA问题研究[D];华中科技大学;2004年

8 郭涛;盾构用发泡剂性能评价方法研究[D];河海大学;2005年

9 庄欠伟;土压平衡式盾构电液控制系统集成技术及其应用[D];浙江大学;2005年

10 黄威然;泥水盾构越江工程施工技术研究[D];天津大学;2005年

【二级参考文献】

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1 黄宏伟;城市隧道与地下工程的发展与展望[J];地下空间;2001年04期

2 杜军;黄宏伟;谢雄耀;;隧道壁后注浆体的探地雷达探测模拟试验研究[J];地下空间与工程学报;2005年06期

3 韩月旺;钟小春;虞兴福;;盾构壁后注浆体变形及压力消散特性试验研究[J];地下空间与工程学报;2007年06期

4 周东,李明文;盾构隧道施工中同步注浆新材料的实验研究[J];地下工程与隧道;2002年01期

5 赵建军,王思敬,尚彦军,岳中琦;香港全风化花岗岩饱和直剪试验中的剪胀问题[J];工程地质学报;2005年01期

6 郑颖人,孔亮;广义塑性力学及其运用[J];中国工程科学;2005年11期

7 罗丽娟;胡志平;张志军;;盾构管片纵向接缝位置对结构内力和变形的影响分析[J];公路交通科技;2007年10期

8 范昭平;韩月旺;方忠强;;盾构壁后注浆压力分布计算模型[J];公路交通科技;2011年03期

9 蒋明镜,沈珠江;考虑剪胀的弹脆塑性软化柱形孔扩张问题[J];河海大学学报;1996年04期

10 周小平,张永兴,王建华;考虑中间主应力影响时的圆筒形孔扩张问题的弹塑性解[J];重庆建筑大学学报;2002年02期

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2 杜军;盾构隧道壁后注浆探测图像识别及沉降控制研究[D];同济大学;2006年

3 叶飞;软土盾构隧道施工期上浮机理分析及控制研究[D];同济大学;2007年

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2 梁精华;盾构隧道壁后注浆材料配比优化及浆体变形特性研究[D];河海大学;2006年

3 张海涛;盾构同步注浆材料试验及隧道上浮控制技术[D];同济大学;2007年

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3 韩日美;宋战平;吴焕通;;盾尾间隙注浆对地表沉降的影响研究[J];西安建筑科技大学学报(自然科学版);2010年03期

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5 王华伟;;超大直径盾构试掘进施工关键技术研究[J];现代交通技术;2011年03期

6 戴志仁;张心旷;;上海某地铁盾构隧道进出洞地基加固处理[J];施工技术;2008年11期

7 张丰收;黄宏伟;谢雄耀;杜军;;盾构隧道壁后注浆材料的介电常数测定[J];岩石力学与工程学报;2006年S2期

8 万战胜;朱岱云;夏永旭;;盾构隧道壁后注浆对地表沉降影响数值模拟研究[J];河北工业大学学报;2011年01期

9 陈昊;;复合牙灌浆孔支顶法在盾构施工过矿山法隧道中的应用[J];筑路机械与施工机械化;2011年04期

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5 李凤远;陈馈;陈启伟;;盾构环流系统地质适应性改造[A];第二届隧道掘进机（盾构、TBM）专业委员会第一次学术研讨会暨中铁隧道集团城市盾构项目管理、施工技术、设备维保交流会论文集[C];2011年

6 杨天亮;严学新;王寒梅;詹龙喜;;地铁隧道盾构施工引起的工程性地面沉降研究[A];“华东六省一市地学科技论坛”论文专辑[C];2010年

7 卫俊杰;周松;黄醒春;;复合地层盾构施工土体分层沉降原位试验研究[A];第六届全国土木工程研究生学术论坛论文集[C];2008年

8 付秀勇;黄莎;王丽娜;张秋明;;粉砂地层盾构施工引起地表后期沉降分析[A];2011中国盾构技术学术研讨会论文集[C];2011年

9 刘艳滨;;双线隧道大直径盾构浅埋段近距离穿越技术[A];2009中国城市地下空间开发高峰论坛论文集[C];2009年

10 张庆贺;王慎堂;严长征;张伟;;盾构隧道穿越水底浅覆土施工技术对策[A];盛世岁月——祝贺孙钧院士八秩华诞论文选集[C];2006年

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1 曾正贤 王立武;十六局集团公司 创我国地铁盾构施工最高纪录[N];中国铁道建筑报;2003年

2 记者 尹江勇邋实习生 王春丽;首台我国自主研制复合式盾构新乡下线[N];河南日报;2008年

3 张丽梅 张莹;双“盾”破珠江天堑[N];石油管道报;2006年

4 刘亚波;北京三条轨道交通盾构施工进入新阶段[N];中国建设报;2007年

5 记者 李雅云邋通讯员 王志杰;西安地铁二号线再创建设新纪录盾构施工月掘进727.5米[N];中华建筑报;2008年

6 本报记者 尤云;盾构企业追逐“英雄”时代[N];中华建筑报;2003年

7 记者 雷哲侠;解陌公路中条山隧道工程开工[N];运城日报;2007年

8 刘亚波;盾构施工为工程提速[N];中华建筑报;2007年

9 王虹航邋通讯员 彭力;一项世界纪录的启示[N];中国建设报;2008年

10 李夏邋通讯员 刘乃森;地铁2号线工程进展顺利[N];天津日报;2008年

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1 任强;北京地铁盾构施工风险评价与控制技术研究[D];中国地质大学;2010年

2 曹振;西安地铁盾构施工安全风险评估及施工灾害防控技术[D];西安科技大学;2013年

3 敖日汗;地铁隧道盾构施工中的几个问题[D];天津大学;2011年

4 贾勇;盾构施工地层变形实测与三维数值模拟及参数分析[D];天津大学;2010年

5 周诚;地铁盾构施工地表变形时空演化规律与预警研究[D];华中科技大学;2011年

6 马可栓;盾构施工引起地基移动与近邻建筑保护研究[D];华中科技大学;2008年

7 於昌荣;砂砾地层盾构施工注浆效应及作用机理研究[D];上海交通大学;2011年

8 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

9 王玉锁;砂质土隧道围岩力学参数及分级方法研究[D];西南交通大学;2008年

10 石刚;探地雷达系统优化及在隧道地质超前预报中的应用研究[D];长安大学;2009年

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1 苏华;南水北调中线穿黄隧道工程盾构施工壁后注浆浆材研究[D];长江科学院;2007年

2 周坤;膨胀土隧道衬砌膨胀力数值模拟研究[D];西南交通大学;2007年

3 黄伟敏;隧道施工进度辅助系统原理与实现[D];西安电子科技大学;2007年

4 王新元;西安地铁2号线穿越地裂缝处沉降研究[D];西安科技大学;2008年

5 周国浩;激光隧道围岩位移远程实时监测系统的研制[D];西安科技大学;2004年

6 冯慧霞;水环境下地裂缝对西安地铁的影响[D];西安建筑科技大学;2006年

7 付正飞;山区隧道围岩分类与洞口边坡稳定性研究[D];华中科技大学;2006年

8 曾春珉;空气钻井偏心井筒压力及注气量计算[D];中国石油大学;2009年

9 张利亚;地铁盾构施工灾害监测体系的建立及评价研究[D];天津理工大学;2010年

10 颜晓健;城市地铁盾构施工风险预警研究[D];重庆交通大学;2012年

，

本文编号：1446242