考虑土拱效应的盾构隧道开挖面稳定性分析

发布时间：2021-01-17 06:08

　　在大量的盾构隧道施工过程中,控制地面沉降在许可的范围是一个十分重要的问题。而控制地面沉降,关键在于控制盾构密封舱支护力的大小,支护力是维持开挖面稳定、限制隧道上方土体变形的主控条件。基于极限分析法的隧道开挖面破坏模式已经取得了丰富的研究成果,极限支护力计算表达式趋于多样化,但学者们很少研究土拱效应对极限支护力大小的影响。本文基于极限分析上限法,在考虑土拱效应的条件下对开挖面稳定性进行分析,并采用数值模拟、工程实例对上述理论进行了验证。主要工作总结如下:1.建立在Leca单块体破坏模式的基础上,考虑滑块体受到周围土体侧向土压力的作用,基于极限分析上限法,得出盾构隧道开挖面极限支护力的表达式。由于Leca单块体破坏模式中对于滑块体和周围土体的刚体假设,将周围土体的侧向土压力等效转化为“部分粘聚力”。利用Matlab编程计算极限支护力数值,并将计算结果与Leca理论值相比较。2.利用FLAC3D软件模拟盾构隧道开挖面前方土体变形与破坏,得到开挖面极限支护力的大小,分别与Leca单块体、考虑土拱效应的理论结果对比,数值模拟的结果与本文得出的极限支护力更加接近。3.对北京地铁八号线天桥站

【文章来源】：中国地质大学(北京)北京市 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：67 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

盾构施工法示意图

盾构开挖面坍塌事故

图 1-7 G.Mollon（2011）提出的三维坍塌破坏隆起破坏模型琳（2011）基于极限分析上限法，提出了一个由两个刚性快和一个破坏模型，如下图所示，推导了开挖面极限支护力表达式。通过比

【参考文献】：
期刊论文
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[2]不同埋深砂土盾构隧道掘进开挖面前方土拱效应研究[J]. 孙潇昊,缪林昌,林海山.  岩土力学. 2017(10)
[3]不同埋深盾构隧道开挖面稳定问题数值模拟[J]. 孙潇昊,缪林昌,林海山.  东南大学学报(自然科学版). 2017(01)
[4]基于非关联流动法则的盾构隧道掌子面稳定性上限分析[J]. 姚聪,杨小礼.  矿冶工程. 2016(04)
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博士论文
[1]干砂和饱和砂性土中盾构开挖面稳定数值和离心试验研究[D]. 汤旅军.浙江大学 2014
[2]饱和成层土中盾构掘进面稳定理论性研究[D]. 刘维.浙江大学 2013
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硕士论文
[1]空间土拱效应原理的研究与应用[D]. 林庆涛.北方工业大学 2016
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[3]砂土隧道开挖面稳定性分析模型试验研究[D]. 陈博.中国地质大学（北京） 2014
[4]上软下硬地层中盾构隧道开挖面支护压力研究[D]. 陈强.华中科技大学 2010
[5]盾构开挖面稳定性理论与试验研究[D]. 李君.浙江大学 2010



本文编号：2982342