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《软土隧道盾构推进中地面沉降影响因素的数值法研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第卷第期现代隧道技术年月软土隧道盾构推进中地面沉降影响因素的数值法研究刘洪洲矛卜钧,同济大学岩土工程研究所上海摘要针对软土隧道盾构法施工中影响地面沉降的几种因素,采用三维有限元方法进行了数值模拟分析,所得结论可以作为盾构隧道设计和施工的参考依据关键词盾构掘进软土隧道地面沉降数值模拟影响因素由于试样扰动、各向异性、剪切速率、尺寸效应等的软土的基本性质,、差异带来的变异系数为左右试祥数量计算,软土主要由粒径小于的细粒土组成模型欠精确都引起程度不等的变异等。具有天然含水量高、压缩性大、承载力低、呈软塑或同时许多岩土的参数值以不同方式受过同一过程不,、、、流塑状态等特点其
2、类别有淤泥淤泥质土冲填土,同程度的影响因而任意两个参数之间存在可能的,、杂填土和饱和粘土等主要分布于我国的渤海湾长,比正相关或负相关性如渗流问题中孔隙度和渗透、江三角洲珠江三角洲及浙闽等沿海地区的海相沉,,率正相关而粘聚力和内摩擦角负相关。积地层中软粘土一般是在静水或缓慢流水环境中。,,然而在通常的理论分析和工程应用中常常,。沉积下来经生化作用而形成的,显然假定粘聚力和内摩擦角不相关这种假定对于,我国的上海地区富存有非常典型的软粘土在有限元计算结构有着极为重要的决定性影响。本文地铁区间隧道的盾构法推进、市政基础工程建设、电在分析某区间重叠隧道地质勘察报告内容的基础
3、、厂输排水隧洞施工高层建筑基坑工程施工中最广上,考虑,参数相关性确定了表所示土层和材料参、泛接触的是褐黄色粉质粘土暗绿色粉质粘土和淤数值。。,泥质粘土根据以往实验测试和施工实践上海软粘,,有限元模型的确立和网格优化土的孔隙比可达压缩系数为渗透系数,一’,,很低仅为量级触变性和流变性显著灵敏度以土压平衡盾构推进某区间重叠隧道为研究对,,,为一属于中一高灵敏度抗剪强度低粘聚力不,以表,象所示土层和材料参数为依据建立三维有。,大受扰后其压缩模量及强度大大降低沉降加大并限元模型。模型范围为长、宽、高。。,且差异沉降显著一般在加荷终止时降速最大随着优化,后的有限元网格如图所
4、示共有个单,时间而逐渐衰减但是要达到沉降稳定需要相当长,,元个节假定地面和土体成水平层状均匀分。,的时间上海地铁试验段量测表明地面沉降和沉降,一布且在盾构推进中符合弹性应力应变关系并根槽宽随着时间增加而增加,但是沉降速度逐渐减慢。据上海地铁二号线的实测值对扰动范围内的土体参,在盾构通过后天达到基本稳定最大实测沉降,考虑数进行不同程度的折减注浆初期强度和盾尾。,以值为空隙来综合反映推进所产生的地层损失相同于实际盾构管片宽度的推进步长模拟分析盾土层物理力学参数和材料参数选取构推进过程中地面沉降与影响因素之间的变化关,,研究表明土体的天然变异系数为系。软土隧道质构推进中
5、地面沉降影响因素的数值法研究表模型计算所用的地层和材料参数由序号土层地层及材料名称计算所用的地层参数厚度。产甲仇编号①杂城土。。。②灰色粘质粉土。⑤。灰色粘土⑤灰色粘土。⑥暗绿色粉质枯土。。⑦草黄色砂质粉土⑦灰色粉砂。。。混凝土。盾体钢材。,盾尾空隙介质。。。。地表沉降位移、水平位移和轴向位移的最大值随着。,交叠隧道的先后推进而发生的变化总体看来在下部隧道先行推进前步时产生的地面沉降小于,,水平位移小于而后推进上部隧道后步却带来倍左右的沉降位移增长。在隧道,、贯通并拼装好衬砌管片后断面的水平位移值轴向位移值分别为、,断面的水·、·平位移值、轴向位移值分别为,而两个
6、断面在同期的地面沉降量分别达到一“、。,一可见在未充分注浆加固的情况,图优化后的有限元模型网格下在已建隧道上方新建另一近距离盾构隧道会导致地面沉降量成数倍增长。,重叠隧道推进中地面的土体沉降、另一方面在盾构刀盘面距离被考察的断面一,,。倍盾径以远地面位移很小增量几乎为零在刀盘轴向位移和横向位移面进,入一倍盾径范围内时地面沉降开始明显增加图和图分别表示模型中断面和处在内尤为,,显著但是地面水平位移呈现滞后性禅划减厦昌切创佣诩子身街,巨图断面的地面位移随盾构推进步数的变化众诫现代隧道技术加现诩劝切簿划旧裂昌一,一系乒系歹目一一门系死图断面巧的地面位移随盾构推进步数的变
7、化肠仅在刀盘面前方左右才明显增加。由图可以周边土体紧贴盾壳外周表面,盾尾建筑空隙可以认,。,看出开挖面土体在推力的作用下发生的隧道轴向为为零当盾构继续向前推进盾尾环状钢壳随着盾,,位移明显地小于地表地层向隧道轴线方向的横向位构千斤顶顶出而前移致使第一环管片脱出的瞬时,。。移并且都远小于同期的地面沉降量开挖面通过在周边土体和管片外侧之间形成空隙在没有及时,,后地面沉降增幅显著提高并在二倍盾径之后开始注浆的情况下处于饱和状态的扰动灰色粘质粉土或,。、,逐渐减小且渐趋于稳定灰色粘土势必因失去受力平衡而产生位移塌落直至填满所有空隙并达到新的应力平衡状态。图反地面沉降影响因
8、素的数值分
