曲線盾構(gòu)隧道開(kāi)挖面極限支護(hù)力研究
本文關(guān)鍵詞:曲線盾構(gòu)隧道開(kāi)挖面極限支護(hù)力研究 出處:《鐵道工程學(xué)報(bào)》2017年09期 論文類型:期刊論文
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【摘要】:研究目的:曲線盾構(gòu)隧道掘進(jìn)施工存在巨大安全隱患,受盾構(gòu)刀盤超挖、盾殼擠壓內(nèi)壁土體和千斤頂不對(duì)稱推力等因素的影響,致使開(kāi)挖面前方變形復(fù)雜,開(kāi)挖面穩(wěn)定性難以控制;谕矀}(cāng)理論,本文提出曲面梯度楔形棱柱體開(kāi)挖面極限平衡模型,推導(dǎo)曲線盾構(gòu)隧道開(kāi)挖面極限支護(hù)力理論計(jì)算公式;進(jìn)而以濟(jì)南地鐵R1線王府莊至大楊莊區(qū)間段曲線盾構(gòu)隧道為工程背景,探究不同曲率半徑下開(kāi)挖面的變形分布特征,以期為曲線盾構(gòu)隧道掘進(jìn)開(kāi)挖面穩(wěn)定性提供科學(xué)的理論指導(dǎo)。研究結(jié)論:(1)曲線盾構(gòu)隧道開(kāi)挖面破壞呈現(xiàn)不對(duì)稱分布,受開(kāi)挖面偏心支護(hù)壓力的影響,開(kāi)挖面前方土體形成曲面梯度楔形棱柱體平衡模型;(2)隨著曲率半徑的減小,開(kāi)挖面位移和極限支護(hù)壓力先增大后減小,且支護(hù)壓力非常規(guī)的按中心支護(hù)力進(jìn)行計(jì)算,而是偏向于曲線外側(cè),其值大于直線盾構(gòu)隧道;(3)極限支護(hù)壓力隨開(kāi)挖面土體黏聚力、內(nèi)摩擦角增大而增大,隨兩側(cè)破裂角的差值增大先呈現(xiàn)增大趨勢(shì),當(dāng)β132.3°后減小,最后趨于平緩;(4)本研究成果可為曲線盾構(gòu)隧道施工開(kāi)挖面穩(wěn)定性及其支護(hù)提供理論指導(dǎo)和科學(xué)依據(jù)。
[Abstract]:Research purposes: the curve of shield tunneling construction there is a huge security risk, by the shield cutter over excavation, shield wall soil and the effect of extrusion Jack thrust asymmetry and other factors, resulting in front of the excavation face deformation is complex, difficult to control the stability of the excavation face. Based on the theory of silo, this paper surface gradient wedge face limit equilibrium model. Is the curve of shield tunnel excavation face supporting force calculation formula of limit theory; then in Ji'nan Metro Line R1 to Wang Fu Zhuang dayangzhuang interval curve of shield tunnel as the engineering background, explore the different radius of curvature deformation distribution characteristics of the excavation, in order to provide theoretical guidance for the shield tunnel excavation face stability curve. The conclusion of the study: (1) the curve of tunnel face destruction by asymmetrical distribution, bracing pressure of excavation face eccentric, in front of the excavation face soil forming surface Gradient wedge balance model; (2) with the decrease of the curvature radius of the excavation surface displacement and limit support pressure increases first and then decreases, and the support pressure at the center of non conventional supporting force is calculated, but tend to the outer curve, its value is greater than the straight tunnel; (3) limit support pressure with the excavation of soil cohesion increases, the internal friction angle increases, first increases with the increase of the difference between both sides of the rupture angle, when beta 132.3 degrees and then decreases, finally tends to be stable; (4) the results of this study can be for the construction of shield tunnel excavation face stability curve and its support to provide theoretical guidance and scientific basis.
【作者單位】: 山東科技大學(xué);濟(jì)南軌道交通集團(tuán)有限公司;
【基金】:國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(41472280) 山東省自然科學(xué)基金項(xiàng)目(ZR2014EEQ028);山東省自然科學(xué)基金項(xiàng)目(ZR2017MEE065) 住房城鄉(xiāng)建設(shè)部科學(xué)技術(shù)項(xiàng)目(2016-K4-053);住房城鄉(xiāng)建設(shè)部科技示范工程(2016-S3-008)
【分類號(hào)】:U455.43
【正文快照】: 1研究背景隨著城市軌道交通的發(fā)展以及盾構(gòu)施工技術(shù)的不斷完善,盾構(gòu)施工已成為城市地下空間建設(shè)的主流趨勢(shì),然而在施工過(guò)程中開(kāi)挖面失穩(wěn)時(shí)有發(fā)生,危害巨大,尤其在曲線盾構(gòu)隧道掘進(jìn)中開(kāi)挖面受力復(fù)雜,若不及時(shí)調(diào)整盾構(gòu)隧道開(kāi)挖面支護(hù)壓力,極易引起開(kāi)挖面失穩(wěn)、盾構(gòu)姿態(tài)偏移及其
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