砂土中隧道垂直下穿既有管线的数值模拟

发布时间：2018-09-14 15:52

【摘要】：为研究隧道施工条件下管线的变形,通过开发颗粒流程序及利用室内管线加载-挠度试验建立了管线宏细观参数之间的关系.基于PFC2D建立了隧道-土体-管线的数值模型,模拟砂土中隧道垂直下穿既有管线过程中管线的变形位移.通过数值模拟分析了地层损失率及管线与隧道间距对模拟结果的影响规律.结果表明:随着地层损失率的增加及管隧间距的减小,管线中间的下拉效应与距管线中点3.5倍隧道直径处的上拱效应越明显;管线中部上覆附加应力会随地层损失率的增大及管隧间距的减小而增大,同时对应管底土压力则迅速减小并稳定在一较小值;管线与管底土层沉降槽宽度系数比值(ip/i)与地层损失率成正比,而与管隧间距成反比,最大值可达到2.4.
[Abstract]:In order to study the deformation of pipeline under tunnel construction condition, the relationship between the macroscopical parameters of pipeline was established by developing the program of particle flow and using the load-deflection test of indoor pipeline. Based on PFC2D, a numerical model of tunnel, soil and pipeline is established to simulate the deformation and displacement of tunnel in sand. The influence of formation loss rate and the distance between pipeline and tunnel on the simulation results is analyzed by numerical simulation. The results show that with the increase of the loss rate of formation and the decrease of the distance between pipes and tunnels, the pull-down effect in the middle of the pipeline and the effect of the upper arch at 3.5 times the diameter of the tunnel from the mid-point of the pipeline are more obvious. The additional stress in the middle of the pipeline will increase with the increase of the loss rate of the formation and the decrease of the tunnel spacing, and the pressure of the subsoil corresponding to the pipe will decrease rapidly and be stabilized at a smaller value. The ratio of channel width coefficient (ip/i) of pipeline to pipe bottom layer is directly proportional to the loss rate of stratum, but inversely proportional to the distance between pipe and tunnel, and the maximum value can reach 2.4%.
【作者单位】： 东南大学交通学院;
【基金】：国家自然科学基金资助项目(51278099)
【分类号】：TU990.3;U451

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本文编号：2243160