双护盾TBM施工隧道豆砾石回填层对地表沉降影响机理
发布时间：2021-04-18 09:52
采用双护盾TBM施工浅埋隧道时,管片壁后吹填豆砾石至注浆前地表会出现较大的持续沉降。针对该问题,采用现场实测、土工试验和连续单元—离散单元耦合算法,分析施工过程中地表沉降规律及豆砾石回填层对地表沉降的影响机理。结果表明:受豆砾石状态影响,地表沉降可分为超前沉降、快速沉降、持续沉降和稳定4个阶段;豆砾石单位充填体积越小,持续下沉阶段地表沉降占总沉降比例越大;豆砾石的抗压缩变形能力与其孔隙率成反比,管片壁后豆砾石在未压实之前,无法有效地为围岩提供支撑;豆砾石颗粒自上而下的迁移能改变管片壁后豆砾石孔隙率分布,降低隧道顶部围岩受到的支护力,并为地层损失提供空间,导致地表沉降增加。根据青岛地铁双护盾TBM施工隧道实际工程,将豆砾石充填状态分为密实、变形后密实、始终不密实3类,并给出其单位充填体积的建议值。
【文章来源】：中国铁道科学. 2020,41(04)北大核心EICSCD
【文章页数】：9 页
【部分图文】：
现场监测的地表沉降
采用应力路径控制大型三轴试验机对豆砾石进行剪切试验，豆砾石试样尺寸为Φ300 mm×600 mm。通过试验分别获取了围压为50,100和200 kPa时豆砾石的偏应力—应变曲线，如图2所示。3.2 细观参数标定
按照试验中豆砾石的实际尺寸建模进行参数标定，建立的离散元计算模型如图3所示，豆砾石粒径分布与实际一致，颗粒采用线弹性模型。参数标定过程：调整颗粒细观参数，模拟得出试样的偏应力—应变曲线，使该曲线不断地接近剪切试验结果，当模拟得出的峰值强度与试验结果差值小于5%时，可认为得出的细观参数满足要求。豆砾石颗粒偏应力—应变曲线数值模拟结果与试验结果对比如图4所示。通过参数标定，得到离散元模型中豆砾石颗粒的细观参数，见表3。3.3 豆砾石侧限压缩数值模拟
【参考文献】：
期刊论文
[1]复合地层TBM隧道施工引起建筑物沉降规律研究[J]. 刘赟君,李化云,黄丹. 隧道建设(中英文). 2019(04)
[2]TBM隧道回填层-管片受力特征模型试验研究[J]. 吴圣智,王明年,于丽,刘大刚,黄群伟. 岩土力学. 2018(11)
[3]回填层与管片组合结构的支护性能及模型试验研究[J]. 吴圣智,黄群伟,王明年,姜志毅,刘大刚. 中国铁道科学. 2018(05)
[4]TBM隧道管片-豆砾石组合支护特性研究[J]. 姜志毅,王明年,于丽,刘大刚,吴圣智. 现代隧道技术. 2018(02)
[5]盾构隧道管片环向接头刚度的解析分析法[J]. 晏启祥,陈行,吴聪,宋乐阳,陈文宇,黄希. 中国铁道科学. 2018(02)
[6]护盾式TBM隧道回填层对管片受力的影响[J]. 吴圣智,黄群伟,王明年,姜志毅,刘大刚. 中国公路学报. 2017(08)
[7]考虑回填层的护盾式TBM隧道结构设计方法研究[J]. 吴圣智,姜志毅,王明年,刘大刚,董宇苍. 岩土工程学报. 2018(05)
[8]管片衬砌配合碎石可压缩层的斜井支护结构型式及其应用[J]. 胡雄玉,晏启祥,何川,齐春,王晓林. 岩石力学与工程学报. 2016(03)
[9]地铁建设工程中TBM中板步进过站技术[J]. 王俊,杨开屏,戴志仁. 中国铁道科学. 2015(02)
[10]大断面水下盾构隧道管片接头抗弯刚度及其对管片内力影响研究[J]. 郭瑞,何川,封坤,肖明清. 中国铁道科学. 2013(05)
硕士论文
[1]西藏多雄拉隧道双护盾TBM掘进与围岩相互作用机理研究[D]. 王拓.西南交通大学 2018
[2]豆砾石形态特征量化分析与回填灌浆模拟试验研究[D]. 于舒雅.成都理工大学 2018
本文编号：3145272
【文章来源】：中国铁道科学. 2020,41(04)北大核心EICSCD
【文章页数】：9 页
【部分图文】：
现场监测的地表沉降
采用应力路径控制大型三轴试验机对豆砾石进行剪切试验，豆砾石试样尺寸为Φ300 mm×600 mm。通过试验分别获取了围压为50,100和200 kPa时豆砾石的偏应力—应变曲线，如图2所示。3.2 细观参数标定
按照试验中豆砾石的实际尺寸建模进行参数标定，建立的离散元计算模型如图3所示，豆砾石粒径分布与实际一致，颗粒采用线弹性模型。参数标定过程：调整颗粒细观参数，模拟得出试样的偏应力—应变曲线，使该曲线不断地接近剪切试验结果，当模拟得出的峰值强度与试验结果差值小于5%时，可认为得出的细观参数满足要求。豆砾石颗粒偏应力—应变曲线数值模拟结果与试验结果对比如图4所示。通过参数标定，得到离散元模型中豆砾石颗粒的细观参数，见表3。3.3 豆砾石侧限压缩数值模拟
【参考文献】：
期刊论文
[1]复合地层TBM隧道施工引起建筑物沉降规律研究[J]. 刘赟君,李化云,黄丹. 隧道建设(中英文). 2019(04)
[2]TBM隧道回填层-管片受力特征模型试验研究[J]. 吴圣智,王明年,于丽,刘大刚,黄群伟. 岩土力学. 2018(11)
[3]回填层与管片组合结构的支护性能及模型试验研究[J]. 吴圣智,黄群伟,王明年,姜志毅,刘大刚. 中国铁道科学. 2018(05)
[4]TBM隧道管片-豆砾石组合支护特性研究[J]. 姜志毅,王明年,于丽,刘大刚,吴圣智. 现代隧道技术. 2018(02)
[5]盾构隧道管片环向接头刚度的解析分析法[J]. 晏启祥,陈行,吴聪,宋乐阳,陈文宇,黄希. 中国铁道科学. 2018(02)
[6]护盾式TBM隧道回填层对管片受力的影响[J]. 吴圣智,黄群伟,王明年,姜志毅,刘大刚. 中国公路学报. 2017(08)
[7]考虑回填层的护盾式TBM隧道结构设计方法研究[J]. 吴圣智,姜志毅,王明年,刘大刚,董宇苍. 岩土工程学报. 2018(05)
[8]管片衬砌配合碎石可压缩层的斜井支护结构型式及其应用[J]. 胡雄玉,晏启祥,何川,齐春,王晓林. 岩石力学与工程学报. 2016(03)
[9]地铁建设工程中TBM中板步进过站技术[J]. 王俊,杨开屏,戴志仁. 中国铁道科学. 2015(02)
[10]大断面水下盾构隧道管片接头抗弯刚度及其对管片内力影响研究[J]. 郭瑞,何川,封坤,肖明清. 中国铁道科学. 2013(05)
硕士论文
[1]西藏多雄拉隧道双护盾TBM掘进与围岩相互作用机理研究[D]. 王拓.西南交通大学 2018
[2]豆砾石形态特征量化分析与回填灌浆模拟试验研究[D]. 于舒雅.成都理工大学 2018
本文编号：3145272
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