為較為全面準(zhǔn)確地計(jì)算和分析盾構(gòu)施工引起的地表沉降,基于彈性力學(xué)Mindlin解,在已有研究的基礎(chǔ)上,考慮刀盤結(jié)構(gòu)形式的不同對(duì)地表沉降的影響,根據(jù)坐標(biāo)轉(zhuǎn)化和積分的方法分別給出了兩種結(jié)構(gòu)形式刀盤的正面附加推力引起的地表沉降計(jì)算公式。對(duì)面板式刀盤的正面摩擦力沿徑向簡(jiǎn)化為三角形分布,給出了面板式刀盤正面摩擦力引起的地表沉降的計(jì)算公式;考慮了刀盤圓周面的軸向摩擦力對(duì)地表沉降的影響,推導(dǎo)出其解析式;最后運(yùn)用疊加原理,給出了盾構(gòu)施工引起地表總沉降計(jì)算公式;此外,給出了刀盤摩擦力的計(jì)算公式。結(jié)合已有的工程實(shí)例,并與實(shí)測(cè)值對(duì)比,結(jié)果表明:運(yùn)用本文方法計(jì)算得到的地表沉降分布可以反映盾構(gòu)施工引起地表實(shí)際變形的特點(diǎn);與其它因素相比,刀盤正面的摩擦力、圓周面的軸向和環(huán)向摩擦力引起的地表沉降值在地表總沉降值中占比較小;刀盤結(jié)構(gòu)形式的不同對(duì)地表沉降有一定程度的影響,這體現(xiàn)在刀盤正面附加推力和正面摩擦力上;兩者相比,刀盤正面附加推力引起的地表沉降受刀盤結(jié)構(gòu)形式的影響幅度較大。 

【文章來(lái)源】：應(yīng)用力學(xué)學(xué)報(bào). 2020,37(06)北大核心CSCD

【文章頁(yè)數(shù)】：10 頁(yè)

【部分圖文】：

土體受力示意圖[13]Fig.1Schematicdiagramofsoilforce[13]

第6期魏超，等：考慮刀盤結(jié)構(gòu)形式影響的盾構(gòu)施工引起地表沉降分析2449刀具摩擦力1bF引起地表沉降1bw的解析式為dd1bh1b1b1b1b1b0111b,maxdv1b1b1b1b1b0111b,maxd(,,,,)(sin)d(,,,,)(cos)dmRFnmRPnwwxyzcRrFrrRwxyzcRrFrrR(5)式中：02π2π(n1)/m，0為刀具的初始角；m為刀具的輻條總數(shù)；n1,2,3,,m；2221bR(yrcos)x(hrsin)。同樣，對(duì)于與輻條式刀盤正面相互作用的土體在單位面積上所受摩擦力的最大值F1b,max，結(jié)合文獻(xiàn)[14]給出的扭矩T1a計(jì)算公式，并按照模型、幾何關(guān)系和力矩定義建立F1b,max與T1a的積分關(guān)系，積分后得到估計(jì)公式為1a1b,max3d4TFmR(6)(a)面板式(paneltype)(b)輻條式(spoketype)圖3刀盤正面摩擦力及附加推力引起地表沉降計(jì)算模型[13]Fig.3Calculationmodelofsurfacesettlementcausedbyfrontfrictionandadditionalthrustofcutter[13]2.4.2刀盤圓周面摩擦力引起地表沉降解析式本節(jié)推導(dǎo)刀盤圓周面的環(huán)向和軸向摩擦力引起地表沉降的解析式。1)刀盤圓周面軸向摩擦力引起地表沉降解析式如圖4(a)所示，取任意微分單元ddARddl，為滿足Mindlin解的使用條件，將坐標(biāo)轉(zhuǎn)化關(guān)系即1cxlx，d1cyRcosy,1c0z，dhRsin1cc代入式(1)、式(2)中，并對(duì)其積分后得到刀盤圓周面軸向摩擦力1cF產(chǎn)生的地表沉降1cw解析式為k2π1ch1c1c1c1c1c1cd001,,,,ddLFwwxyzcRFRl(7)

第6期魏超，等：考慮刀盤結(jié)構(gòu)形式影響的盾構(gòu)施工引起地表沉降分析2449刀具摩擦力1bF引起地表沉降1bw的解析式為dd1bh1b1b1b1b1b0111b,maxdv1b1b1b1b1b0111b,maxd(,,,,)(sin)d(,,,,)(cos)dmRFnmRPnwwxyzcRrFrrRwxyzcRrFrrR(5)式中：02π2π(n1)/m，0為刀具的初始角；m為刀具的輻條總數(shù)；n1,2,3,,m；2221bR(yrcos)x(hrsin)。同樣，對(duì)于與輻條式刀盤正面相互作用的土體在單位面積上所受摩擦力的最大值F1b,max，結(jié)合文獻(xiàn)[14]給出的扭矩T1a計(jì)算公式，并按照模型、幾何關(guān)系和力矩定義建立F1b,max與T1a的積分關(guān)系，積分后得到估計(jì)公式為1a1b,max3d4TFmR(6)(a)面板式(paneltype)(b)輻條式(spoketype)圖3刀盤正面摩擦力及附加推力引起地表沉降計(jì)算模型[13]Fig.3Calculationmodelofsurfacesettlementcausedbyfrontfrictionandadditionalthrustofcutter[13]2.4.2刀盤圓周面摩擦力引起地表沉降解析式本節(jié)推導(dǎo)刀盤圓周面的環(huán)向和軸向摩擦力引起地表沉降的解析式。1)刀盤圓周面軸向摩擦力引起地表沉降解析式如圖4(a)所示，取任意微分單元ddARddl，為滿足Mindlin解的使用條件，將坐標(biāo)轉(zhuǎn)化關(guān)系即1cxlx，d1cyRcosy,1c0z，dhRsin1cc代入式(1)、式(2)中，并對(duì)其積分后得到刀盤圓周面軸向摩擦力1cF產(chǎn)生的地表沉降1cw解析式為k2π1ch1c1c1c1c1c1cd001,,,,ddLFwwxyzcRFRl(7)


本文編號(hào)：3120899