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淺覆盾構隧道開挖面擠出剛性錐體破壞模式極限分析

發(fā)布時間:2018-01-26 18:25

  本文關鍵詞: 淺覆隧道 極限分析 上限法 開挖面 三維破壞模式 擠出破壞 出處:《巖土工程學報》2014年07期  論文類型:期刊論文


【摘要】:淺覆隧道盾構施工過程中可能引起開挖面擠出破壞。為研究開挖面破壞規(guī)律,借助已有剛性錐體破壞模式,推導隧道開挖面三維臨界擠出壓力表達式,建立極限分析上限法非線性規(guī)劃模型并編程求解。利用該程序,研究了隧道埋深、地層參數(shù)等因素與開挖面臨界擠出壓力曲線關系及破壞模式的演化特征。結果表明,隧道埋深和土體內(nèi)摩擦角對開挖面臨界擠出壓力及擠出破壞模式影響較大。發(fā)生擠出破壞時,開挖面附近和上方地表范圍為主要破壞區(qū)域。最后,利用上限法和有限差分法對長沙地鐵2號線長沙大道—體育公園站區(qū)間隧道某淺埋段進行開挖面穩(wěn)定性分析,上限法與有限差分法所得結果相互印證,但上限法計算更為簡便。
[Abstract]:In order to study the damage law of excavation face, the three-dimensional critical extrusion pressure expression of tunnel excavation surface is deduced by virtue of the existing rigid cone failure mode. The nonlinear programming model of upper limit analysis method is established and solved by programming. The tunnel depth is studied by using this program. The relationship between the formation parameters and the critical extrusion pressure curve of the excavated surface and the evolution characteristics of the failure mode are obtained. The depth of tunnel and the angle of soil internal friction have great influence on the critical extrusion pressure and extrusion failure mode of excavation surface. When extrusion failure occurs, the surface area near and above the excavation surface is the main failure area. Finally. The upper limit method and finite difference method are used to analyze the stability of excavation surface in a shallow section of the tunnel between Changsha Avenue and Sports Park on Changsha Metro Line 2. The results obtained by the upper limit method and the finite difference method are consistent with each other. But the upper limit method is more convenient.
【作者單位】: 中南大學土木工程學院;山西省交通科學研究院;
【基金】:國家科技支撐計劃課題(2012BAK24B02) 國家自然科學基金項目(51008309)
【分類號】:U451
【正文快照】: 0引言淺覆隧道盾構開挖面常發(fā)生主動坍塌,然而,當開挖面推力過大時,也可能出現(xiàn)地層的被動破壞。因此,確定開挖面擠出臨界壓力并探討地層破壞模式,對于盾構機開挖控制、地層預處理、防范擠出破壞等問題均具有重要意義。隧道開挖面穩(wěn)定性研究方法主要有數(shù)值分析[1-2]、模型試驗[

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