非均质地基中平面应变隧道开挖面稳定上限分析

›› 2011, Vol. 32 ›› Issue (9): 2645-2650.

非均质地基中平面应变隧道开挖面稳定上限分析

宋春霞^{1, 2}，黄茂松^{1, 2}，吕玺琳^{1, 2}

1. 同济大学地下建筑与工程系，上海 200092；2. 同济大学岩土及地下工程教育部重点实验室，上海 200092

收稿日期:2010-01-12 出版日期:2011-09-10 发布日期:2011-09-13
作者简介:宋春霞，女，1981年生，博士研究生，主要从事软土工程、基础工程方面的工作
基金资助:
上海市优秀学科带头人计划项目（No. 09XD1403900）；国家自然科学基金项目(No. 50908171)；国家杰出青年科学基金项目（No. 50825803）

Upper bound analysis of plane strain tunnel in nonhomogeneous clays

SONG Chun-xia^{1, 2}，HUANG Mao-^{song1, 2}，LÜ Xi-lin^{1, 2}

1. Department of Geotechnical Engineering, Tongji University, Shanghai 200092, China; 2. Key Laboratory of Geotechnical and Underground Engineering of Ministry of Education, Tongji University, Shanghai 200092, China

Received:2010-01-12 Online:2011-09-10 Published:2011-09-13

摘要/Abstract

摘要： 非均质是软黏土地基中比较普遍的现象，而目前隧道开挖面稳定研究中比较成熟的理论主要是针对均质土体。因此，从塑性极限分析上限法的基本原理出发，采用平面应变隧道刚体平动破坏模式（多块体上限法），考虑软黏土地基的非均质性，推导了平面应变隧道极限支护压力关于隧道埋深、土体重度及土体强度的上限公式。通过与其他方法的比较分析，证明了极限分析方法在隧道开挖面稳定性方面的可行性；利用该方法的计算结果详细探讨了隧道开挖面稳定的影响因素；而且由计算结果可知，地基土的非均质性在影响隧道开挖面极限支护压力的同时，也影响着隧道开挖破坏面的位置和形状，为工程实践提供重要的理论依据。

关键词: 平面应变隧道, 开挖面稳定, 上限极限分析, 非均质黏土

Abstract: The heterogeneity of soil in geotechnical engineering is relatively common, while the analysis method for the face stability of tunnel in nonhomogeneous clays is not well established so far. A simple method for evaluating the undrained stability of plane strain heading tunnel in soft clays is presented. Rigorous upper bounds on the loads required to resist collapse are derived using a rigid block translational collapse mechanism on the basis of plastic limit analysis. The variation of shear strength with depth and the gravity of soil are considered in the study. To verify the quality of the upper-bound solutions, the results are compared with those obtained from the finite element limit analysis. It can be proved that the upper-bound method of limit analysis is a feasible approach for the face stability analysis of tunnel; and it also provides an important theoretical basis for the practical geotechnical engineering.

Key words: plane strain tunnel, face stability, upper bound limit analysis, nonhomogeneous clays

中图分类号:

TU 43

宋春霞，黄茂松，吕玺琳. 非均质地基中平面应变隧道开挖面稳定上限分析[J]. , 2011, 32(9): 2645-2650.

SONG Chun-xia ，HUANG Mao-song ，Lü Xi-lin. Upper bound analysis of plane strain tunnel in nonhomogeneous clays[J]. , 2011, 32(9): 2645-2650.

参考文献

相关文章 14

[1]	程红战，陈健，胡之锋，黄珏皓, . 考虑砂土抗剪强度空间变异性的盾构开挖面稳定性分析[J]. , 2018, 39(8): 3047-3054.
[2]	曹文贵，谭建辉，胡卫东, . 水平加筋地基极限承载力的极限上限分析法[J]. , 2018, 39(6): 1955-1962.
[3]	胡卫东，曹文贵，袁青松，. 基于非线性破坏准则的临坡地基承载力上限分析[J]. , 2017, 38(6): 1639-1646.
[4]	吕玺琳，周运才，李冯缔, . 粉砂地层盾构隧道开挖面稳定性离心试验及数值模拟[J]. , 2016, 37(11): 3324-3328.
[5]	胡卫东，曹文贵，袁青松,. 基于非对称双侧破坏模式的临坡地基承载力上限分析[J]. , 2016, 37(10): 2787-2794.
[6]	陈仁朋，尹鑫晟，汤旅军，陈云敏 , . 考虑渗流条件下开挖面失稳离心试验研究[J]. , 2015, 36(S1): 225-229.
[7]	冯利坡，郑永来，邓树新，李文峋，. 深埋盾构隧道开挖面三维对数螺旋破坏模式的上限分析[J]. , 2015, 36(7): 2105-2110.
[8]	王明年，魏龙海，路军富，朱招庚. 成都地铁卵石层中盾构施工开挖面稳定性研究[J]. , 2011, 32(1): 99-105.
[9]	周维祥，黄茂松，吕玺琳. 非均质黏土地基中平面应变隧道最小支护压力数值模拟[J]. , 2010, 31(S2): 418-421.
[10]	乔金丽，张义同，高健. 考虑渗流的多层土盾构隧道开挖面稳定性分析[J]. , 2010, 31(5): 1497-1502.
[11]	韩晓瑞，朱伟，刘泉维，钟小春，闵凡路 . 泥浆性质对泥水盾构开挖面泥膜形成质量影响[J]. , 2008, 29(S1): 288-292.
[12]	秦建设，虞兴福，钟小春，朱伟,. 黏土中盾构开挖面变形与破坏数值模拟研究[J]. , 2007, 28(S1): 511-515.
[13]	韩月旺，钟小春，朱伟，虞兴福,. 压力舱土体改良对盾构开挖面稳定影响研究[J]. , 2007, 28(S1): 516-520.
[14]	李昀，张子新， . 泥浆渗透对盾构开挖面稳定性的影响研究[J]. , 2006, 27(S1): 464-468.

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