岩土力学 ›› 2025, Vol. 46 ›› Issue (S1): 366-376.doi: 10.16285/j.rsm.2024.1159CSTR: 32223.14.j.rsm.2024.1159
冉龙洲1,袁松1, 2,王希宝1,张廷彪1,刘德军3,黎良仆1
RAN Long-zhou1, YUAN Song1, 2, WANG Xi-bao1, ZHANG Ting-biao1, LIU De-jun3, LI Liang-pu1
摘要: 基于护盾式隧道掘进机(tunnel boring machine,简称TBM)法隧道施工过程中围岩−盾体−注浆体−管片相互作用的机制,采用考虑围岩−盾体相互作用的围岩纵向变形曲线,结合Drucker-Prager屈服模型,提出了考虑围岩−盾体−注浆体−管片相互作用的深埋护盾式TBM法隧道围岩压力计算方法,并与围岩压力相关现场实测数据和其他围岩压力公式计算结果进行了对比。研究表明,护盾式TBM法隧道围岩压力主要表现为形变压力,考虑围岩−盾体−注浆体−管片相互作用的形变压力公式计算得到的围岩压力值相较于其他基于松散压力的计算公式跟现场实测数据更为吻合。围岩压力受围岩性质、隧道埋深、刀盘扩挖、盾体长度、注浆时机等因素的影响。隧道围岩压力随围岩黏聚力的增大呈先增大后减小的趋势,随围岩内摩擦角的增大呈先增大后减小的趋势,随围岩弹性模量的增大呈减小的趋势。围岩压力随隧道埋深的增大而增大。围岩压力随刀盘扩挖量的增大而减小,随盾体长度的增大而减小,随注浆滞后盾尾长度的增大而减小。当围岩与注浆体、管片相互作用时,围岩释放的初始位移越大,结构承受的围岩压力越小。提出的围岩压力计算方法对于深埋TBM法隧道结构设计具有一定的指导意义。
中图分类号: TU451| [1] | 卢钦武, 陈智威, 关振长, 蔡建国, 杨志伟, . 基于静力推覆试验的4车道公路隧道围岩压力计算模型研究[J]. 岩土力学, 2024, 45(11): 3315-3323. |
| [2] | 卢钦武, 关振长, 林林, 吴淑婧, 宋德杰. 基于静力推覆试验的山岭隧道衬砌-地层相互作用机制研究[J]. 岩土力学, 2023, 44(8): 2318-2326. |
| [3] | 王永红, 杜文, 张国辉, 宋扬, . 基于广义张−朱强度准则的深埋隧道 围岩塑性分析及应用探讨[J]. 岩土力学, 2022, 43(3): 819-830. |
| [4] | 孙曦源, 衡朝阳, 周智, 张剑涛. 某超浅埋过街通道围岩压力的极限平衡求解方法[J]. 岩土力学, 2020, 41(S1): 312-318. |
| [5] | 陈有亮, 刘耕云, 杜曦, RAFIG Azzam, 吴东鹏, . 考虑膨胀应力和剪胀的深埋隧道弹塑性解[J]. 岩土力学, 2020, 41(8): 2525-2535. |
| [6] | 李桐, 冯夏庭, 王睿, 肖亚勋, 王勇, 丰光亮, 姚志宾, 牛文静, . 深埋隧道岩爆位置偏转及其微震活动特征[J]. 岩土力学, 2019, 40(7): 2847-2854. |
| [7] | 孙明社,马 涛,申志军,吴 旭,王梦恕,. 复合式衬砌结构中衬砌分担围岩压力比例的研究[J]. , 2018, 39(S1): 437-445. |
| [8] | 吴圣智,王明年,于 丽,刘大刚,黄群伟, . TBM隧道回填层-管片受力特征模型试验研究[J]. , 2018, 39(11): 3976-3982. |
| [9] | 张妍珺,苏 凯,周 利,伍鹤皋. 基于收敛-约束法的隧洞纵向变形演化规律研究与支护时机估算[J]. , 2017, 38(S1): 471-478. |
| [10] | 张治国,徐晓洋,赵其华,. 水平地震力作用下浅埋偏压隧道围岩压力的简化理论分析[J]. , 2016, 37(S2): 16-24. |
| [11] | 刘仰鹏,贺少辉,汪大海,李丹煜. 超大跨度深埋地下结构围岩压力计算研究[J]. , 2015, 36(S2): 118-124. |
| [12] | 吴顺川 ,耿晓杰 ,高永涛 ,赵国军 ,李 健 ,严 琼,. 基于广义Hoek-Brown准则的隧道纵向变形曲线研究[J]. , 2015, 36(4): 946-952. |
| [13] | 张俊儒 ,孙克国 ,卢 锋 ,郑宗溪 ,孙其清,. 不等跨连拱铁路隧道围岩压力分布及受力特征模型试验研究[J]. , 2015, 36(11): 3077-3084. |
| [14] | 王志伟 ,乔春生 ,宋超业,. 上软下硬岩质地层浅埋大跨隧道松动压力计算[J]. , 2014, 35(8): 2342-2352. |
| [15] | 刘成禹,何满潮,. 深埋隧道地质构造发育段围岩压力的特点[J]. , 2014, 35(4): 1101-1109. |
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