軟土中4m直徑混凝土頂管施工管土受力特性測試與分析.pdf

1、隨著頂管技術(shù)的不斷發(fā)展，頂管工程正逐步向超大直徑、深覆土、超長距離頂進的方向發(fā)展，新趨勢條件下頂管施工管土受力特性將不同于中小直徑及淺覆土條件下的頂管工程。已有文獻利用數(shù)值模擬方法對直徑4m的頂管管道受力特性進行了分析，但對4m直徑頂管管土受力的實測研究目前尚未見文獻報道。
　　本文結(jié)合我國最大直徑混凝土頂管工程，對4m直徑頂管施工管道環(huán)向內(nèi)力、管壁接觸壓力、管周水土壓力等進行現(xiàn)場測試，并對實測結(jié)果進行了系統(tǒng)地分析和研究。本文主要

2、研究內(nèi)容和成果有：
　　（1）采用2D有限元方法對4m直徑頂管管土受力特性進行了分析。分析內(nèi)容包括管道內(nèi)力、管壁接觸壓力、管周水土壓力等隨頂進過程的變化發(fā)展規(guī)律，以及注漿壓力參數(shù)對管壁接觸壓力分布的影響，研究結(jié)果為現(xiàn)場測試方案的確定提供了理論指導(dǎo)。
　?。?）基于現(xiàn)場實測結(jié)果對4m直徑頂管管道受力特性進行分析。分析表明，管道在施工過程中環(huán)向受力不大，以壓應(yīng)力為主并隨工況呈波動變化；管道在注漿、糾偏等復(fù)雜工況下基本處于偏心受壓

3、狀態(tài)；管壁接觸壓力分布較為均勻，受注漿影響管側(cè)接觸壓力大于管頂，管底最大。
　　（3）結(jié)合已有文獻的研究成果，對管壁接觸壓力分布模式和管道的尺寸效應(yīng)進行分析。得出結(jié)論，我國頂管規(guī)程中管道側(cè)向土壓力采用主動土壓力計算的結(jié)果被低估，管底土反力采用120°范圍內(nèi)的克萊茵理論計算結(jié)果使反力集中而被高估，均會造成結(jié)構(gòu)內(nèi)力設(shè)計值偏大；除了所處土層條件不同以外，管道尺寸的不同是造成大、小直徑頂管受力差異的主要因素。
　　（4）基于現(xiàn)場實測

4、，研究了4m直徑頂管頂進施工時管周土體的受力變化規(guī)律。結(jié)果表明，管周水土壓力隨著機頭接近的變化發(fā)展規(guī)律可以直接反映周圍土體受擾動程度；機頭與管道尺寸的差異會造成管周水土壓力的劇烈變化；施工對管周土體受力的影響程度與離管道的距離有關(guān)，離管道軸線2倍直徑距離以外的土體基本不受影響；泥水平衡式頂管施工對管周土體的擾動影響小于土壓平衡式頂管施工。
　　本文對超大直徑頂管施工管土受力特性做出了新的研判，所采用的現(xiàn)場測試方案、測試分析結(jié)果以及