采用雙護盾TBM施工淺埋隧道時,管片壁后吹填豆礫石至注漿前地表會出現(xiàn)較大的持續(xù)沉降。針對該問題,采用現(xiàn)場實測、土工試驗和連續(xù)單元—離散單元耦合算法,分析施工過程中地表沉降規(guī)律及豆礫石回填層對地表沉降的影響機理。結(jié)果表明:受豆礫石狀態(tài)影響,地表沉降可分為超前沉降、快速沉降、持續(xù)沉降和穩(wěn)定4個階段;豆礫石單位充填體積越小,持續(xù)下沉階段地表沉降占總沉降比例越大;豆礫石的抗壓縮變形能力與其孔隙率成反比,管片壁后豆礫石在未壓實之前,無法有效地為圍巖提供支撐;豆礫石顆粒自上而下的遷移能改變管片壁后豆礫石孔隙率分布,降低隧道頂部圍巖受到的支護力,并為地層損失提供空間,導(dǎo)致地表沉降增加。根據(jù)青島地鐵雙護盾TBM施工隧道實際工程,將豆礫石充填狀態(tài)分為密實、變形后密實、始終不密實3類,并給出其單位充填體積的建議值。 

【文章來源】：中國鐵道科學(xué). 2020,41(04)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：9 頁

【部分圖文】：

現(xiàn)場監(jiān)測的地表沉降

采用應(yīng)力路徑控制大型三軸試驗機對豆礫石進行剪切試驗，豆礫石試樣尺寸為Φ300 mm×600 mm。通過試驗分別獲取了圍壓為50,100和200 kPa時豆礫石的偏應(yīng)力—應(yīng)變曲線，如圖2所示。3.2 細(xì)觀參數(shù)標(biāo)定

按照試驗中豆礫石的實際尺寸建模進行參數(shù)標(biāo)定，建立的離散元計算模型如圖3所示，豆礫石粒徑分布與實際一致，顆粒采用線彈性模型。參數(shù)標(biāo)定過程：調(diào)整顆粒細(xì)觀參數(shù)，模擬得出試樣的偏應(yīng)力—應(yīng)變曲線，使該曲線不斷地接近剪切試驗結(jié)果，當(dāng)模擬得出的峰值強度與試驗結(jié)果差值小于5%時，可認(rèn)為得出的細(xì)觀參數(shù)滿足要求。豆礫石顆粒偏應(yīng)力—應(yīng)變曲線數(shù)值模擬結(jié)果與試驗結(jié)果對比如圖4所示。通過參數(shù)標(biāo)定，得到離散元模型中豆礫石顆粒的細(xì)觀參數(shù)，見表3。3.3 豆礫石側(cè)限壓縮數(shù)值模擬

【參考文獻】：
期刊論文
[1]復(fù)合地層TBM隧道施工引起建筑物沉降規(guī)律研究[J]. 劉赟君,李化云,黃丹.  隧道建設(shè)(中英文). 2019(04)
[2]TBM隧道回填層-管片受力特征模型試驗研究[J]. 吳圣智,王明年,于麗,劉大剛,黃群偉.  巖土力學(xué). 2018(11)
[3]回填層與管片組合結(jié)構(gòu)的支護性能及模型試驗研究[J]. 吳圣智,黃群偉,王明年,姜志毅,劉大剛.  中國鐵道科學(xué). 2018(05)
[4]TBM隧道管片-豆礫石組合支護特性研究[J]. 姜志毅,王明年,于麗,劉大剛,吳圣智.  現(xiàn)代隧道技術(shù). 2018(02)
[5]盾構(gòu)隧道管片環(huán)向接頭剛度的解析分析法[J]. 晏啟祥,陳行,吳聰,宋樂陽,陳文宇,黃希.  中國鐵道科學(xué). 2018(02)
[6]護盾式TBM隧道回填層對管片受力的影響[J]. 吳圣智,黃群偉,王明年,姜志毅,劉大剛.  中國公路學(xué)報. 2017(08)
[7]考慮回填層的護盾式TBM隧道結(jié)構(gòu)設(shè)計方法研究[J]. 吳圣智,姜志毅,王明年,劉大剛,董宇蒼.  巖土工程學(xué)報. 2018(05)
[8]管片襯砌配合碎石可壓縮層的斜井支護結(jié)構(gòu)型式及其應(yīng)用[J]. 胡雄玉,晏啟祥,何川,齊春,王曉林.  巖石力學(xué)與工程學(xué)報. 2016(03)
[9]地鐵建設(shè)工程中TBM中板步進過站技術(shù)[J]. 王俊,楊開屏,戴志仁.  中國鐵道科學(xué). 2015(02)
[10]大斷面水下盾構(gòu)隧道管片接頭抗彎剛度及其對管片內(nèi)力影響研究[J]. 郭瑞,何川,封坤,肖明清.  中國鐵道科學(xué). 2013(05)

碩士論文
[1]西藏多雄拉隧道雙護盾TBM掘進與圍巖相互作用機理研究[D]. 王拓.西南交通大學(xué) 2018
[2]豆礫石形態(tài)特征量化分析與回填灌漿模擬試驗研究[D]. 于舒雅.成都理工大學(xué) 2018



本文編號：3145272