›› 2015, Vol. 36 ›› Issue (S2): 327-332.doi: 10.16285/j.rsm.2015.S2.044

• 基础理论与实验研究 • 上一篇    下一篇

盾构法施工中楔形体模型滑裂面倾角的研究

朱建明,林庆涛,康 瑶   

  1. 北方工业大学 土木工程学院,北京 100144
  • 收稿日期:2014-05-08 出版日期:2015-08-31 发布日期:2018-06-14
  • 作者简介:朱建明,男,1963年生,博士,教授,主要从事地下工程与岩土力学的教学与科学研究。

Research on dip angle of sliding surface of wedge model in shield tunneling

ZHU Jian-ming,LIN Qing-tao,KANG Yao   

  1. College of Civil Engineering, North China University of Technology, Beijing 100144, China
  • Received:2014-05-08 Online:2015-08-31 Published:2018-06-14

摘要: 在盾构开挖面极限支护力的计算理论中,楔形体模型由于简单、直观而得到广泛的应用,但确定滑动面倾角 较为繁琐,尤其是在迎坡条件下的研究较少。在梯形楔形体模型的基础上,通过引入盾构隧道的纵坡坡度角θ,建立了迎坡条件下的盾构开挖面极限支护力计算模型,推导出开挖面极限支护力计算公式。对开挖面支护力计算值的数据分析发现,不考虑渗流力和黏聚力的影响时,滑动面倾角 仅受隧道线路纵向坡度角 的影响较大,而土的内摩擦角c、重度 、开挖面直径D、埋深H和地表附加应力q对其影响很小;考虑黏聚力c的影响时,c≤11 kPa时滑动面的倾角 随黏聚力的增大逐渐减小,且当黏聚力、内摩擦角和开挖面直径一定时,滑动面倾角 只在某一特定数值附近小幅度变化,同时当开挖面直径D>5 m时,滑动面倾角随开挖面直径的增大而增大;土的重度、地表附加应力和埋深对滑动面倾角的数值影响不大,计算滑动面倾角时可不考虑它们的影响。在分析研究基础上得到了滑动面倾角 的计算公式,简化了极限支护力的求解过程。

关键词: 盾构隧道, 极限支护力, 坡度角, 滑动面倾角

Abstract: Wedge model has been widely used in the calculation of the limit supporting pressure of shield tunnel excavation face due to its simple and intuitive, but the determination of sliding face dip angle is a complex question, current research on this aspect is relatively less, especially under the condition of facing-slope. Therefore, the article established a new model that considering longitudinal gradient of shield tunneling through introducing the longitudinal slope angle ? on the basis of the trapezoidal wedge model, and deduced the calculation formula of the limit support force of excavation face in this case. Through the data analysis of the calculated value of the support pressure of excavation surface, the article founds that the value of angle ? only affect much more by angle ?, the effects of the soil cohesion c, soil density ?, tunnel diameter D, depth of shield H and additional pressure of earth’s surface q on the value of angle α is less. Under the condition of c is considered, the value of angle ? will decrease gradually with the value of c increases, and the value of angle ? will only change small around a constant value when the value of c, φ and D is fixed. Meanwhile, the value of angle ? will increase gradually as the value of D increases. We can take no account of ?, q and H when calculate the value of angle ? for it’s less effects. Finally, a calculation formula of sliding surface dipping angle is obtained based on the regular pattern, so as to simplify the solving process.

Key words: shield tunnel, limit support force, track gradient, dipping angle of slide surface

中图分类号: 

  • U 452
[1] 杨振兴, 陈健, 孙振川, 游永锋, 周建军, 吕乾乾, . 泥水平衡盾构用海水泥浆的改性试验研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(2): 501-508.
[2] 魏纲, 张鑫海, 林心蓓, 华鑫欣, . 基坑开挖引起的旁侧盾构隧道横向受力变化研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(2): 635-644.
[3] 章定文, 刘志祥, 沈国根, 鄂俊宇, . 超大直径浅埋盾构隧道土压力实测分析 及其计算方法适用性评价[J]. 岩土力学, 2019, 40(S1): 91-98.
[4] 张治国, 李胜楠, 张成平, 王志伟, . 考虑地下水位升降影响的盾构施工诱发地层 变形和衬砌响应分析[J]. 岩土力学, 2019, 40(S1): 281-296.
[5] 黄大维, 周顺华, 冯青松, 罗锟, 雷晓燕, 许有俊, . 地表均布超载作用下盾构隧道上覆土层 竖向土压力转移分析[J]. 岩土力学, 2019, 40(6): 2213-2220.
[6] 莫振泽, 王梦恕, 李海波, 钱勇进, 罗跟东, 王辉, . 粉砂地层中浓泥土压盾构泥膜效应引起的 孔压变化规律试验研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(6): 2257-2263.
[7] 姚爱军,张剑涛,郭海峰,郭彦非. 地铁盾构隧道上方基坑开挖卸荷-加载影响研究[J]. , 2018, 39(7): 2318-2326.
[8] 钟 宇,陈 健,陈国良,吴佳明, . 基于建筑信息模型技术的盾构隧道结构信息模型建模方法[J]. , 2018, 39(5): 1867-1876.
[9] 杨文波,陈子全,徐朝阳,晏启祥,何 川,韦 凯, . 盾构隧道与周围土体在列车振动荷载作用下的动力响应特性[J]. , 2018, 39(2): 537-545.
[10] 康 成, 梅国雄, 梁荣柱, 吴文兵, 方宇翔, 柯宅邦, . 地表临时堆载诱发下既有盾构隧道纵向变形分析[J]. 岩土力学, 2018, 39(12): 4605-4616.
[11] 李长俊,陈卫忠,杨建平,刘金泉, . 运营期水下盾构隧道管片接缝张开度变化规律[J]. , 2018, 39(10): 3783-3793.
[12] 魏 纲,林 雄,金 睿,丁 智,. 双线盾构施工时邻近地下管线安全性判别[J]. , 2018, 39(1): 181-190.
[13] 姜 燕,杨光华,陈富强,徐传堡,张玉成, . 湛江湾高水头跨海盾构隧道管片结构典型断面受力计算与监测反馈分析[J]. , 2018, 39(1): 275-286.
[14] 马春景,姜谙男,江宗斌,王善勇,. 基于单元状态指标的盾构隧道水-力耦合模拟分析[J]. , 2017, 38(6): 1762-1770.
[15] 张晓清,张孟喜,李 林,李武祥,王有成,. 多线叠交盾构隧道近距离穿越施工扰动机制研究[J]. , 2017, 38(4): 1133-1140.
Viewed
Full text


Abstract

Cited

  Shared   
  Discussed   
[1] 王 刚,李术才,王明斌. 渗透压力作用下加锚裂隙岩体围岩稳定性研究[J]. , 2009, 30(9): 2843 -2849 .
[2] 刘玉成,曹树刚,刘延保. 可描述地表沉陷动态过程的时间函数模型探讨[J]. , 2010, 31(3): 925 -931 .
[3] 介玉新,杨光华. 基于广义位势理论的弹塑性模型的修正方法[J]. , 2010, 31(S2): 38 -42 .
[4] 杨建民,郑 刚. 基坑降水中渗流破坏归类及抗突涌验算公式评价[J]. , 2009, 30(1): 261 -264 .
[5] 周 华,王国进,傅少君,邹丽春,陈胜宏. 小湾拱坝坝基开挖卸荷松弛效应的有限元分析[J]. , 2009, 30(4): 1175 -1180 .
[6] 叶 飞,朱合华,何 川. 盾构隧道壁后注浆扩散模式及对管片的压力分析[J]. , 2009, 30(5): 1307 -1312 .
[7] 罗 强 ,王忠涛 ,栾茂田 ,杨蕴明 ,陈培震. 非共轴本构模型在地基承载力数值计算中若干影响因素的探讨[J]. , 2011, 32(S1): 732 -0737 .
[8] 王云岗 ,章 光 ,胡 琦. 斜桩基础受力特性研究[J]. , 2011, 32(7): 2184 -2190 .
[9] 龚维明,黄 挺,戴国亮. 海上风电机高桩基础关键参数试验研究[J]. , 2011, 32(S2): 115 -121 .
[10] 汪成兵. 均质岩体中隧道围岩破坏过程的试验与数值模拟[J]. , 2012, 33(1): 103 -108 .