基于模型试验的富水砂层新意法变形控制研究

发布时间：2021-02-01 02:02

　　为了研究富水砂层中新意法施工的变形控制,本文以青岛地铁3号线保河区间隧道为研究对象,采用自行设计的模型试验,通过对孔隙水、土压力、核心土变形与地表变形的监测,开展新意法在富水砂层中隧道开挖中的变形机理研究。试验中进行了对新意法施工过程的模拟,以循环进尺4 cm进行开挖。结果表明,在全支护条件下的第1～2循环,新意法对围岩及地表变形有很好的控制作用,但由于巨大的水压力,加固薄弱处可能出现管涌现象;在极限破坏状态试验中,水压的加大及钢拱架、喷层的缺失导致在第6循环开挖时,隧道于小导管注浆加固尾端发生了小规模土体塌落;当水压力达到一定程度时,砂层发生瞬时坍塌。表明新意法适用于富水砂层隧道的施工,在施工过程中,应注重加固效果和旋喷桩间的搭接,且在拱脚部位也应具有一定厚度的加固体;富水条件下砂土性质非常不稳定,砂土从变形较小到大变形几乎是瞬间发生的。 

【文章来源】：中国海洋大学学报(自然科学版). 2020,50(10)北大核心

【文章页数】：9 页

【部分图文】：

保河区间砂层段地质纵断面图

对选用砂土进行三轴固结不排水剪切试验,使实验材料满足强度相似比,采用试验指标评估注浆加固体材料抗剪切破坏强度。不同围压条件下,测试砂样及注浆模拟加固体试样的饱和不排水三轴抗剪强度应力-应变关系如图2所示。根据Mohr-Coulomb强度理论,计算得出相应的强度参数。抗压强度计算如式(1)所示:

试验采用自行设计的模型箱进行,总体示意图如图3所示,模型箱尺寸为1 150 mm×1 150 mm×1 800 mm。其主体由厚度为20 mm的有机玻璃板焊接而成,为保证其拥有足够的刚度,用三角钢设置了横向和纵向的钢肋。上覆自制PVC盖板,用于固定测点,便于测量地表沉降。监测点布设如图4所示。

【参考文献】：
期刊论文
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硕士论文
[1]基于新意法的软弱围岩隧道预加固作用分析[D]. 杨涛.长安大学 2017
[2]基于新意法的隧道工程施工原理及其应用研究[D]. 贾涛.长安大学 2016



本文编号：3011994