›› 2011, Vol. 32 ›› Issue (12): 3642-3646.

• 基础理论与实验研究 • 上一篇    下一篇

卵石土等效弹性模量理论预测模型初探

马 辉1,高明忠2,张建康3,余其福4   

  1. 1.西南交通大学 土木工程学院,成都 610031;2.四川大学 水利水电学院,成都 610065; 3.成都市第七建筑工程公司,成都 610051;4.四川兴达建设工程监理有限责任公司,成都 610031
  • 收稿日期:2010-05-27 出版日期:2011-12-10 发布日期:2011-12-13
  • 通讯作者: 高明忠,男,1980年生,博士,讲师,主要从事TBM方面的研究与应用。E-mail:gaomingzhong@163.com E-mail:mhuicd@126.com
  • 作者简介:马辉,男,1971年生,博士,高级工程师,主要从事岩土工程特殊地质方面的研究与应用
  • 基金资助:

    国家自然科学基金重大国际合作研究项目(No. 50620130440)

Theoretical model developed for equivalent elastic modulus estimation of cobblestone-soil matrix

MA Hui1, GAO Ming-zhong2, ZHANG Jian-kang3, YU Qi-fu4   

  1. 1. School of Civil Engineering, Southwest Jiaotong University, Chengdu 610031, China; 2. College of Water Resource and Hydropower, Sichuan University, Chengdu 610065, China; 3. The Seventh Chengdu Construction Engineering Co., Chengdu 610051, China; 4. Sichuan Xingda Construction Supervising Co. Ltd., Chengdu 610031, China
  • Received:2010-05-27 Online:2011-12-10 Published:2011-12-13

摘要: 卵石土是由卵石和土组成的、处于土和岩体之间的天然地质体,但其宏观力学特性完全不同于土和岩体。通过对成都地铁1号线隧道掘进机(TBM)施工现场调查可知,卵石地层可导致TBM刀具过量磨损、刀盘堵塞等非正常损坏,极大地影响了TBM施工效率,是TBM掘进极其不利的一种典型混合工作面。主要研究卵石土变形性能,建立在均匀应变基础上,假设卵石为理想圆形或椭圆形,从理论上得到卵石土等效弹性模量的解析预测公式。并通过数值试验验证了理论预测模型的有效性。结果表明,此模型预测结果与试验数据比较接近,可用来初步判断卵石地层等效弹性模量,有助于理解并提高该地层中的TBM掘进效率。

关键词: 隧道掘进机, 混合面, 卵石土, 等效弹性模量

Abstract: Cobblestone-soil is a natural geological situation consisting of cobblestones surrounded by soils. The mechanical performance of cobblestone-soil is between soil and rock mass and significant different from any component. Through the investigation in Chengdu Metro Line 1, the geological situation can result in a few non-normal damages (such as cutter wear, jam of roller cutterhead) and affects heavily the TBM performance. It is a typical mixed-face ground, which has an adverse influence on TBM tunnelling. This paper is intended to address the deformation problem of cobblestone-soil. Based on strain uniform assumption, analytic solutions were derived from the theoretical approach for equivalent elastic modulus while the cobblestone is assumed perfect circle and ellipse. The analytic solutions were validated by numerical modelling method. The results indicate that the equivalent elastic modulus derived from theoretical model and numerical is rather closely. The analytic solutions are helpful for improving the understanding of deformation for such ground condition and further to enhance TBM’s performance

Key words: tunnel boring machine (TBM), mixed-face ground, cobblestone-soil matrix, equivalent elastic modulus

中图分类号: 

  • U 25
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