大斷面矩形頂管隧道施工力學效應的研究.pdf

1、近年以來，國內(nèi)的地下頂管施工技術已有很大的發(fā)展。該技術對地層的適用性、微干擾破壞、施工安全和質(zhì)量可靠性及經(jīng)濟效應等方面，具有很大的優(yōu)越性。但施工開挖不可避免的會改變地層的初始地應力場，從而引起地層的擾動變形，其擾動范圍及程度與兩方面的因素有關：一方面與地層本身土性參數(shù)有關，另一方面與施工工藝有關。
　　本文首先對頂管施工工藝進行了研究，確定了該工法的數(shù)值模擬方法，通過數(shù)值分析的手段對地層土性敏感性及施工關鍵技術進行研究。結合鄭州市

2、頂管公路隧道工程的現(xiàn)場試驗和沉降變形監(jiān)測資料，首先對地層參數(shù)進行反演分析，得到最能反映該地層壓縮變形特性及抗剪強度特性的土性參數(shù)；進而分別討論掌子面貫入阻力、注漿壓力和側壁摩擦阻力以及三者共同作用下引起的地層損失的影響；最后，選擇合理的地層參數(shù)和施工參數(shù)，確定頂管施工允許覆土厚度。
　　得到的主要結論有：
　?。?）頂管法施工引起周圍地層變形的內(nèi)在原因是土體的天然平衡狀態(tài)被破壞，從而導致其應力狀態(tài)發(fā)生了變化，使得土體經(jīng)歷了擠

3、壓、剪切、扭曲等復雜的應力變化。本文從理論上分析了頂管施工的地層擾動力學機理以及在擾動不同階段的力學效應。
　?。?）通過室內(nèi)泥皮套試驗模擬頂管與土體之間的摩擦作用，確定了泥皮套在形態(tài)完整狀態(tài)下的摩擦系數(shù)為0.01。
　?。?）通過對頂管施工引起的地表沉降量、地表最大傾斜率及圍巖塑性區(qū)域分析，探討了地層參數(shù)對施工擾動的敏感性。
　　（4）采用FLAC-3D有限差分法數(shù)值軟件，分析了正面推力、注漿壓力以及泥皮套摩阻力作用