發(fā)布時間：2022-01-01 06:41

　　天津地區(qū)采用較大直徑的矩形頂管施工地鐵車站出入口可借鑒的工程經(jīng)驗較為匱乏.考慮施工停頓、管體懸浮和減阻劑體積等因素的影響,提出了耦合有限差分法和頂力-頂程控制方法的頂推力計算模型,并應(yīng)用于矩形頂管頂推力的預(yù)估.針對天津地層情況,采用該模型預(yù)估地鐵車站出入口頂管施工中的頂力.現(xiàn)場試驗與監(jiān)測數(shù)據(jù)證明頂力預(yù)估模型的正確性,有助于頂管工作井后背墻的設(shè)計優(yōu)化及長距離大直徑頂管施工中繼間的布置. 

【文章來源】：東北大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2020,41(10)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

頂力-頂程控制方法流程

為了研究矩形頂管施工中頂推力的變化情況，采用有限差分軟件FLAC3D建立數(shù)值模型，如圖1所示，其上邊界取至地面，下邊界及兩側(cè)橫向邊界取到管體外邊緣各5L(L為頂管外寬度)，沿頂管頂進(jìn)方向軸線長度為30 m．結(jié)合現(xiàn)有地鐵車站出入口通道的設(shè)計施工經(jīng)驗可知:管體泥漿套形成困難，頂推力計算值不準(zhǔn)確等．利用數(shù)值模擬方法對施工經(jīng)驗相對匱乏的矩形頂管法出入口通道在頂進(jìn)過程中的頂力進(jìn)行預(yù)估，值得說明的是研究重點(diǎn)主要集中在頂管管體單元，而不是土體單元．采用實體單元模擬管節(jié)及土體，網(wǎng)格劃分詳見圖1．垂直于頂進(jìn)方向為x軸(0～77 m)，平行于頂進(jìn)方向為y軸(0～30 m)，沿深度方向為z軸(0～30 m)．矩形頂管尺寸為6.9 m×4.2 m，壁厚為0.45 m，結(jié)合現(xiàn)有頂管機(jī)，同時可以滿足常規(guī)地鐵車站出入口功能．建立頂進(jìn)方向(y)分別為1.5,6,9,15,21,24,30 m的7種計算模型并進(jìn)行研究，將頂推力預(yù)估結(jié)果進(jìn)行對比．具體模擬過程如下:(1)計算初始應(yīng)力場;(2)將計算平衡后的位移、速度、塑性區(qū)清零以消除邊界影響作為模擬的初始狀態(tài);(3)按照頂進(jìn)1.5 m(每節(jié)管節(jié))作為一個施工步，施加法向應(yīng)力0.2 MPa，變化梯度為0.0125 MPa的注漿壓力，然后移除注漿壓力，并在注漿層和管節(jié)所在位置處激活單元并賦予參數(shù);(4)在管節(jié)單元與在等代層單元間定義Interface單元，并賦予參數(shù);(5)在首節(jié)管體橫截面端部施加沿開挖方向大小為1 M Pa的頂推力．通過FLAC3D內(nèi)嵌的FISH語言編程，實現(xiàn)頂力-頂程的控制，依次計算頂進(jìn)全部管節(jié)．在實際工程中，主千斤頂油表實時顯示頂推力值;管體是否頂進(jìn)到目標(biāo)位置都是施工中關(guān)注的重點(diǎn)，這與本文提出的頂力-頂程控制法的模擬思路是相符的．

剪切位移分布圖

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]考慮泥漿觸變性和管土接觸特性的頂管摩阻力公式[J]. 張鵬,談力昕,馬保松.  巖土工程學(xué)報. 2017(11)
[2]基于管土接觸特性的頂進(jìn)力計算模型分析[J]. 張鵬,馬保松,曾聰,談力昕.  巖土工程學(xué)報. 2017(02)
[3]頂管泥漿套的物理性質(zhì)對頂推力的影響[J]. 喻軍,李元海.  土木工程學(xué)報. 2015(S2)
[4]考慮泥漿套不同形態(tài)的頂管管壁摩阻力計算公式[J]. 王雙,夏才初,葛金科.  巖土力學(xué). 2014(01)
[5]沈陽地區(qū)大直徑頂管頂力預(yù)估與減阻效果的數(shù)值模擬[J]. 賈蓬,焦程龍,張雯超.  東北大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2013(08)

碩士論文
[1]土與地下結(jié)構(gòu)變狀態(tài)接觸面的力學(xué)特性研究[D]. 沈杰.同濟(jì)大學(xué) 2007



本文編號：3561825