岩土力学 ›› 2024, Vol. 45 ›› Issue (9): 2595-2610.doi: 10.16285/j.rsm.2023.1597
石修松1,周高涨1,刘磊磊2, 3
SHI Xiu-song1, ZHOU Gao-zhang1, LIU Lei-lei2, 3
摘要: 受沉积历史的影响,天然土层通常表现出一定程度的超固结特性,对土体强度具有显著的影响。然而,传统分析方法无法直接反映土体的超固结特性对隧道掌子面极限支护力的影响。引入非线性Hvorslev面描述地层土体的强度特性,通过切线技术得到土体的等效的摩尔-库仑强度参数,将其应用在修正后的三维坍塌机制分析,得到了超固结比随深度变化的黏土层中隧道掌子面的极限支护力。通过将模型退化形式与经典的模型计算结果进行对比,验证了所提方法的合理性。超固结土层中隧道掌子面极限支护力σc与土层超固结比、隧道直径D、回弹曲线斜率κ*与压缩曲线斜率λ*之比κ*/λ*、孔隙水压系数ru、侧压力系数K0、隧道深径比 C/D 和临界状态应力比 M 等因素相关。计算结果表明,随着超固结比增大,掌子面坍塌范围和相应的极限支护力σc 减小。当土体超固结比OCR不变时,σc 与D、κ*/λ* 和 ru 呈正相关,而与K0、C/D 和 M 呈负相关。当土体超固结比较高时,σc 受κ*/λ* 的影响较为显著;当超固结比较低时,σc 对C/D和K0 的敏感度较高。在超固结土层中设计隧道掌子面支护力时,应根据实际工况综合考虑土体的应力历史、超固结比、隧道尺寸和埋深等因素。
中图分类号: TU470| [1] | 李小刚, 武守信, 冯君, . 基于极限分析理论的悬索桥重力锚垂直齿坎抗滑力分析[J]. 岩土力学, 2025, 46(8): 2547-2558. |
| [2] | 杨明云, 陈川, 赖莹, 陈云敏. 串联锚在黏土中的三向受荷承载力分析[J]. 岩土力学, 2025, 46(2): 582-590. |
| [3] | 娄旭龙, 张泽瑞, 孔德琼, 陈星潮, 朱斌, . 深海重型管道管土相互作用大变形极限分析[J]. 岩土力学, 2025, 46(10): 3234-3242. |
| [4] | 戴北冰, 袁新, 周锡文, 刘锋涛, . 考虑间断速度场的光滑有限元极限分析上限法[J]. 岩土力学, 2024, 45(9): 2849-2858. |
| [5] | 孙锐, 阳军生, 张庆贺, 杨峰, . 基于网格自适应加密策略的隧道稳定性三维极限分析下限有限元法研究[J]. 岩土力学, 2024, 45(4): 1256-1264. |
| [6] | 冯嵩, 郑颖人, 高红, . 岩土常规三轴Drucker-Prager准则[J]. 岩土力学, 2024, 45(10): 2919-2928. |
| [7] | 朱克文, 俞剑, 黄茂松, . 饱和黏土中抗拔桩上限承载力分析及土塞效应[J]. 岩土力学, 2023, 44(7): 1995-2004. |
| [8] | 王祖乐, 孔德琼, 杜越明, 朱斌, . 岩土工程连续极限分析方法拓展与验证[J]. 岩土力学, 2023, 44(12): 3531-3540. |
| [9] | 雷勇, 陈于斯, 谭豪, 李鹏甲, 刘运思, 于艺林, . 下伏空洞桥梁群桩桩端岩层极限承载力计算方法研究[J]. 岩土力学, 2023, 44(12): 3339-3348. |
| [10] | 王宽君, 贾志远, 沈侃敏, 汤鄢. 台州滨海软黏土强度特性室内外联合标定[J]. 岩土力学, 2023, 44(10): 2851-2859. |
| [11] | 袁俊平, 陈龙, 梁艳, 丁国权, 殷宗泽, . 对欠固结土的超固结比的探讨[J]. 岩土力学, 2022, 43(S2): 85-94. |
| [12] | 李见飞. 抗滑桩加固三维复杂边坡抗震设计的 新方法——拟动力法[J]. 岩土力学, 2022, 43(S1): 275-285. |
| [13] | 赵云, 杨忠方, 凌道盛, 陈鹏, 肖昭然, . 垃圾土中排水柱孔扩张问题弹塑性解[J]. 岩土力学, 2022, 43(7): 1825-1832. |
| [14] | 张箭, 戚瑞宇, 宗晶瑶, 丰土根, . 盾构隧道环向开挖面破坏机制及剪胀效应研究[J]. 岩土力学, 2022, 43(7): 1833-1844. |
| [15] | 周锡文, 刘锋涛, 戴北冰, 张澄博, 张金鹏, . 基于混合常应力−光滑应变单元的极限分析方法[J]. 岩土力学, 2022, 43(6): 1660-1670. |
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