膨胀岩土地层环状膨胀对盾构隧道衬砌荷载的影响

发布时间：2018-01-27 02:16

  本文关键词： 膨胀地层 盾构隧道 环状膨胀 衬砌结构 膨胀荷载　出处：《地下空间与工程学报》2014年04期 　论文类型：期刊论文

【摘要】：为了获得膨胀岩土地层环状膨胀产生的膨胀荷载对于盾构隧道衬砌结构内力的影响规律,从理论上推导了岩土环状膨胀引起的附加荷载计算公式,并利用有限元分析软件ANSYS,建立了膨胀地层隧道模型并进行数值模拟。结合数值分析方法,研究了不同膨胀圈厚度情况下,地层环状膨胀对衬砌结构接触压力增量的影响。研究结果表明,膨胀荷载与岩土膨胀力大小、应力水平、地层抗力、膨胀后岩土的物性参数等因素有关,因环状岩土膨胀引起的衬砌压力增加值小于室内测得的岩土膨胀力;衬砌径向压力增加值与衬砌和深部围岩刚度、膨胀圈厚度成正相关关系;衬砌压力的增加值主要体现在结构轴力上,这对结构受力是有利的,从而轴力成了该结构设计的控制因素。研究成果为盾构隧道结构设计膨胀荷载的取值提供了依据。
[Abstract]:In order to obtain the influence of expansive load on the internal force of shield tunnel lining caused by circular expansion of expansive rock soil and stratum the formula of additional load caused by circular expansion of rock and soil is deduced theoretically. With the finite element analysis software ANSYS, the tunnel model of expansive stratum is established and simulated. Combined with the numerical analysis method, the different thickness of expansion circle is studied. The influence of formation ring expansion on the increment of contact pressure of lining structure. The results show that the expansion load is related to the expansion force of rock and soil, the stress level, the resistance of stratum and the physical parameters of rock and soil after expansion. The increase of lining pressure caused by annular geotechnical expansion is less than that of indoor geotechnical expansion. The increase of radial pressure of lining has a positive correlation with the stiffness of lining and deep surrounding rock and the thickness of expansion circle. The added value of lining pressure is mainly reflected in the axial force of the structure, which is beneficial to the structural force. Therefore, the axial force is the controlling factor of the structure design, and the research results provide the basis for the design expansion load of shield tunnel structure.
【作者单位】： 西南交通大学交通隧道工程教育部重点实验室;
【基金】：国家自然科学基金(51278422) 高铁联合基金(No.U1134208) 国家科技支撑计划课题(2012BAG05B03) 国家973计划课题(2010CB732105) 四川省青年科技基金(2012JQ0021) 中央高校基本科研业务费专项资金(No.SWJTU11ZT33)
【分类号】：U451
【正文快照】： 1引言成都地铁2号线一期工程自天府广场以东区间盾构隧道穿越膨胀岩土地层,该膨胀岩土地层主要由全风化、强风化和中等风化的泥岩构成。根据成都地铁2号线膨胀岩土室内试验资料可知,该膨胀岩土的自由膨胀率大多在65%以下,就膨胀力而言,其量值变化较大,从10 kPa到350 kPa不等,

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本文编号：1467275