›› 2016, Vol. 37 ›› Issue (7): 1969-1976.doi: 10.16285/j.rsm.2016.07.018

• 基础理论与实验研究 • 上一篇    下一篇

盾构隧道抬升作用下极限上覆土压力计算方法

周俊宏1，宫全美1，周顺华1，韩高孝1, 2   

  1. 1. 同济大学 道路与交通工程教育部重点实验室，上海 201804；2. 兰州交通大学 土木工程学院，甘肃 兰州 730070
  • 收稿日期:2015-10-27 出版日期:2016-07-11 发布日期:2018-06-09
  • 通讯作者: 宫全美，女，1967年生，教授，博士生导师，主要从事岩土工程、铁路线路动力学等的研究工作。E-mail: gongqm@tongji.edu.cn E-mail:2zhoujh@tongji.edu.cn
  • 作者简介:周俊宏，男，1989年生，博士研究生，主要从事岩土工程的研究工作。
  • 基金资助:

    国家自然科学基金资助项目(No. 41472247，No. 51478353)。

Calculation method of limit overlying earth pressure on shield tunnel during lifting

ZHOU Jun-hong1，GONG Quan-mei1，ZHOU Shun-hua1，HAN Gao-xiao1, 2   

  1. 1. Key Laboratory of Road and Traffic Engineering of Ministry of Education, Tongji University, Shanghai 201804, China; 2. School of Civil Engineering, Lanzhou Jiaotong University, Lanzhou, Gansu 730070, China
  • Received:2015-10-27 Online:2016-07-11 Published:2018-06-09
  • Supported by:

    This work was supported by the National Natural Science Foundation of China (41472247, 51478353).

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摘要： 注浆抬升技术是盾构隧道不均匀沉降治理的有效措施之一，但目前尚存在隧道抬升过程上覆土压力计算困难而无法估算抬升引起的隧道受力变形的问题。利用透明土结合PIV观测技术设计研发了模拟盾构隧道抬升的小比尺室内模型试验系统，通过试验获得了隧道抬升过程极限上覆土压力及上覆土速度场，根据上覆土的剪切滑移特征将上覆土分成了4个不同的运动区域，进而结合相关联流动法则，提出了隧道抬升作用下极限上覆土压力计算模型，并基于虚功平衡方程，推导了极限上覆土压力计算表达式。将计算所得的极限上覆土压力值与试验结果进行对比，两者有较好的吻合度，计算误差在4%～15%之间。

关键词: 盾构隧道, 抬升, 透明土, 模型试验, 极限上覆土压力

Abstract: Grouting lifting technique is considered as an effective method to dispose uneven settlement of shield tunnel; but the overlying earth pressure on the shield tunnel during lifting is complex and has not been investigated deeply, which makes it hard to estimate the stress and deformation condition of the shield tunnel lining. A small scale model test system is firstly developed to simulate shield tunnel lifting in the laboratory，in which the transparent soil and PIV technology are applied. The limit overlying earth pressure as well as velocity field of the overlying soil layer are obtained through the tests. Then the shear-slipping features are studied, which indicate that the overlying soil layer could be divided into four different motion regions. A calculation model of limit overlying earth pressure is established based on the associated flow rules together with velocity field of overlying soil layer; then the calculation formulas are derived on the basis of virtual work equation. It turns out that the calculated limit overlying earth pressures are 4%-15% higher than the results obtained from model tests.

Key words: shield tunnel, lifting, transparent soil, model test, limit overlying earth pressure

中图分类号: 

  • U 455.43

[1] 徐刚, 张春会, 于永江, . 综放工作面覆岩破断和压架的试验研究及预测模型[J]. 岩土力学, 2020, 41(S1): 106-114.
[2] 张磊, 海维深, 甘浩, 曹卫平, 王铁行, . 水平与上拔组合荷载下柔性单桩 承载特性试验研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(7): 2261-2270.
[3] 黄巍, 肖维民, 田梦婷, 张林浩, . 不规则柱状节理岩体力学特性模型试验研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(7): 2349-2359.
[4] 邹新军, 曹雄, 周长林, . 砂土地基中受水流影响的竖向力−水平力联合 受荷桩承载特性模型试验研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(6): 1855-1864.
[5] 程永辉, 胡胜刚, 王汉武, 张成. 深埋砂层旁压特征参数的深度效应研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(6): 1881-1886.
[6] 史林肯, 周辉, 宋明, 卢景景, 张传庆, 路新景, . 深部复合地层TBM开挖扰动模型试验研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(6): 1933-1943.
[7] 宁奕冰, 唐辉明, 张勃成, 申培武, 章广成, 夏丁, . 基于正交设计的岩石相似材料配比研究及 底摩擦物理模型试验应用[J]. 岩土力学, 2020, 41(6): 2009-2020.
[8] 蒲诃夫, 潘友富, KHOTEJA Dibangar, 周洋. 絮凝-水平真空两段式脱水法处理高 含水率疏浚淤泥模型试验研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(5): 1502-1509.
[9] 刘功勋, 李威, 洪国军, 张坤勇, CHEN Xiu-han, 施绍刚, RUTTEN Tom. 大比尺切削模型试验条件下砂岩破坏特征研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(4): 1211-1218.
[10] 汤明高, 李松林, 许 强, 龚正峰, 祝 权, 魏 勇. 基于离心模型试验的库岸滑坡变形特征研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(3): 755-764.
[11] 宋丁豹, 蒲诃夫, 陈保国, 孟庆达, . 高填方减载式刚性涵洞受力特性模型试验研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(3): 823-830.
[12] 米博, 项彦勇, . 砂土地层浅埋盾构隧道开挖渗流稳定性的 模型试验和计算研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(3): 837-848.
[13] 侯公羽, 胡涛, 李子祥, 谢冰冰, 肖海林, 周天赐, . 基于分布式光纤技术的采动影响下覆岩 变形演化规律试验研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(3): 970-979.
[14] 王国辉, 陈文化, 聂庆科, 陈军红, 范晖红, 张川, . 深厚淤泥质土中基坑开挖对基桩 影响的离心模型试验研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(2): 399-407.
[15] 陈贺, 张玉芳, 张新民, 魏少伟, . 高压注浆钢花管微型桩抗滑特性 足尺模型试验研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(2): 428-436.
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