岩土力学 ›› 2024, Vol. 45 ›› Issue (12): 3555-3565.doi: 10.16285/j.rsm.2024.0680
黄继辉1,秦世康2,赵昱3,陈景煦1,张浩4
HUANG Ji-hui1, QIN Shi-kang2, ZHAO Yu3, CHEN Jing-xu1, ZHANG Hao4
摘要: 压气法盾构施工技术在水下隧道修建中具有显著优点,但缺乏理论分析模型。基于质量守恒和理想气态方程,建立了盾构土仓内气压与压缩气体进出流量关系的理论模型,通过掌子面动态气压边界,将其与考虑气−液两相流的围岩数值模型耦合,形成盾构仓内气压与围岩气−液两相流相互作用模型。基于现场数据验证了模型的有效性,分析了停机情况下压气法土仓压力影响因素,主要结论如下:土仓压力随压缩空气的注入先增大后降低并趋于平稳,空气注入速率增大,土仓压力峰值和平稳值相应增大。土仓内压缩空气可减小土仓压力波动速率和幅度,空气体积越大,效果越好;压气法宜在渗透系数较小的地层中使用,地层渗透系数越大,对压缩空气的约束能力越小,甚至出现贯通至地表的空气排出通道。渗透系数较大地层中,突然停止空气注入,可能导致土仓压力快速下降和地下水涌入,危及施工安全。
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