松散地質(zhì)條件下盾構(gòu)隧道施工環(huán)境影響的數(shù)值模擬及試驗.pdf

1、盾構(gòu)法以其智能、快捷、安全的諸多優(yōu)勢,在城市地鐵施工中被廣泛的推廣及應(yīng)用。但是,由于盾構(gòu)施工需要控制的因素較多,必然要對周圍土體造成擾動,進(jìn)而導(dǎo)致地面隆陷、地層水平位移等情況的發(fā)生。為減小盾構(gòu)施工對施工沿線的管線、建筑物等造成的危害,有必要對施工引起的地面沉降進(jìn)行研究。其中數(shù)值模擬是比較有效的方法之一,但是目前大多數(shù)研究所進(jìn)行數(shù)值模擬均是基于土的加載原理來進(jìn)行設(shè)置的,較多的采用摩爾庫倫模型,然而事實上盾構(gòu)施工過程中土體從受到擾動到支護(hù)穩(wěn)

2、定狀態(tài),整個過程為卸荷過程,用加載的方法進(jìn)行模擬,難以準(zhǔn)確反映地面隆陷真實水平。
　　 本文以北京地鐵十五號線在建盾構(gòu)項目為工程背景,基于卸載土力學(xué)的研究方法,對研究區(qū)域內(nèi)盾構(gòu)隧道上覆土體進(jìn)行比重、壓縮、常規(guī)三軸壓縮、三軸卸荷試驗,確定土體的基本物理力學(xué)指標(biāo)及應(yīng)力應(yīng)變特征,通過FLAC3D對加、卸荷應(yīng)力應(yīng)變曲線進(jìn)行擬合,確定土體的c(粘聚力)、()(內(nèi)摩擦角)、E(彈性模量)、κ(彈性膨脹線斜率)、λ(常態(tài)固結(jié)線斜率)等材料參數(shù)

3、,進(jìn)而分析兩種應(yīng)力路徑下材料參數(shù)的差異,分析結(jié)果表明:在卸載路徑下土體的粘聚力、內(nèi)摩擦角、規(guī)范化彈性模量水平較加載路徑均有所增大,其中規(guī)范化彈性模量增大幅度最大。根據(jù)區(qū)間施工監(jiān)測方案、工程進(jìn)展情況選取合適的監(jiān)測斷面展開研究,通過FLAC3D模擬地質(zhì)環(huán)境、盾構(gòu)施工過程特點進(jìn)行建模,分別通過M-C、D-P、修正劍橋模型分別采用加、卸載試驗參數(shù)對沉降的影響進(jìn)行模擬,將計算出的結(jié)果同施工現(xiàn)場區(qū)間監(jiān)測的實測數(shù)據(jù)進(jìn)行對比,模擬結(jié)果表明:加載的模擬方