突变地质界面盾构隧道开挖面极限支护压力研究

发布时间：2017-09-13 10:01

  本文关键词：突变地质界面盾构隧道开挖面极限支护压力研究

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【摘要】：盾构隧道穿越由岩质到富水软黏土或砂土的突变地质界面时,受不均匀土压力、强弱介质力学性质差异、孔隙水压力剧变等因素影响,将产生沿弱体界面的滑移破坏。基于筒仓理论,建立突变地质界面下的梯形棱柱体极限平衡模型,推导开挖面极限支护压力计算公式;以济南轨道交通R1线隧道下穿腊山河段为工程背景,分析不同界面距离时开挖面的破坏模式和围岩变形分布特征,揭示开挖面极限支护压力随界面距离的变化规律。研究结果表明:不同梯形体长度比下的极限破裂角均相同,可近似为45°-φ/2;当界面距离比ε为-1≤ε≤0时,开挖面的破坏模式由楔形体转化为梯形体,其极限支护应力比随界面距离的减小而显著增大;开挖面极限支护压力随界面前后黏聚力、内摩擦角差异的增大而增大,界面倾斜时对围岩稳定性的影响比界面垂直时更加显著。
【作者单位】： 山东科技大学土木工程与建筑学院;济南轨道交通集团有限公司;
【关键词】： 盾构隧道 突变地质界面 开挖面稳定性 极限支护压力 梯形棱柱体极限平衡模型
【基金】：国家自然科学基金资助项目(41472280) 住房城乡建设部科学技术项目(2016-K4-053) 山东省自然科学基金资助项目(ZR2014EEQ028) 山东省重点研发计划项目(2015GSF120017) 山东省住房和城乡建设厅科学技术项目(鲁财建指[2014]139号)
【分类号】：U455.43
【正文快照】： 随着城镇区域化进程和城市轨道交通的快速发展,越来越多的地铁盾构隧道不可避免地穿越岩—土—水复杂地质环境。该环境中岩—土介质不均匀土压力、多相介质界面效应、地下水渗流作用等特点成为了困扰施工安全的关键难题。尤其在岩—土—水突变地质界面中,围岩由岩质突变为富水，

本文编号：843032