砂層地基盾構(gòu)隧道開挖面被動(dòng)破壞支護(hù)力研究.pdf

1、隨著我國(guó)城市化進(jìn)程的加快,城市人口不斷增加,大城市里的交通壓力愈演愈烈。地鐵作為節(jié)約城市地上空間、緩解交通壓力的重要工具,目前在國(guó)內(nèi)的大中城市正在大量興建。由于地鐵多穿越城市建筑物密集的街道市區(qū),因此要求施工對(duì)周圍環(huán)境影響小。盾構(gòu)法施工以其安全可靠、機(jī)械化程度高、工作環(huán)境好、土方量少、進(jìn)度快、不同地質(zhì)條件適應(yīng)性強(qiáng)、對(duì)城市建筑物的影響小等優(yōu)點(diǎn)得以在地鐵施工中廣泛采用。在盾構(gòu)法施工中,支護(hù)力過(guò)大極易造成地表隆起,導(dǎo)致開挖面前方土體發(fā)生被動(dòng)破

2、壞,因此,研究開挖面被動(dòng)破壞機(jī)理和極限支護(hù)力具有極大的工程意義。本文首先通過(guò)有限元方法對(duì)砂土中盾構(gòu)隧道開挖面支護(hù)力過(guò)大造成的被動(dòng)破壞進(jìn)行模擬。通過(guò)大量工況的計(jì)算對(duì)比,對(duì)開挖面被動(dòng)破壞極限支護(hù)力進(jìn)行總結(jié)分析,指出淺埋隧道易發(fā)生被動(dòng)破壞,開挖面支護(hù)力控制難度大。另外對(duì)開挖面前方土體在發(fā)生被動(dòng)破壞時(shí)的破壞模式進(jìn)行研究分析。其次對(duì)浙江大學(xué)與香港科技大學(xué)合作開展的盾構(gòu)隧道被動(dòng)破壞離心機(jī)試驗(yàn)的準(zhǔn)備階段和試驗(yàn)過(guò)程進(jìn)行了詳細(xì)的介紹。試驗(yàn)一方面得到了開挖

3、面的荷載位移曲線,用于確定被動(dòng)破壞極限支護(hù)力,另一方面得到了被動(dòng)破壞時(shí)的土體位移增量場(chǎng),用于揭示開挖面前方土體的被動(dòng)破壞模式。采用有限元模擬的方法,對(duì)離心機(jī)試驗(yàn)中開挖面被動(dòng)破壞的支護(hù)力進(jìn)行了核算,對(duì)開挖面被動(dòng)破壞模式做進(jìn)一步數(shù)值分析,計(jì)算所得結(jié)果與試驗(yàn)所測(cè)的值吻合良好。綜合分析盾構(gòu)隧道開挖面被動(dòng)破壞有限元模擬以及離心機(jī)試驗(yàn)的結(jié)果,本文提出基于極限平衡法的三維楔形體模型,該模型基于砂土的摩爾庫(kù)倫破壞準(zhǔn)則,用于計(jì)算盾構(gòu)隧道被動(dòng)破壞極限支護(hù)力