成都地鐵二號(hào)線區(qū)間盾構(gòu)隧道局部穿過砂卵石下伏膨脹巖土地層,為獲得下伏地層膨脹荷載對(duì)盾構(gòu)隧道襯砌結(jié)構(gòu)內(nèi)力的影響規(guī)律,采用數(shù)值方法分析了下伏地層在不同范圍發(fā)生局部膨脹時(shí)對(duì)襯砌結(jié)構(gòu)外側(cè)壓力的影響.通過現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試得到了盾尾注漿時(shí)和隧道貫通后襯砌結(jié)構(gòu)荷載及內(nèi)力的分布規(guī)律,并與不同膨脹荷載下結(jié)構(gòu)內(nèi)力的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行了比較.研究表明:膨脹圈厚度及范圍對(duì)膨脹后壓力增量的影響較小,膨脹力對(duì)壓力增量的影響較大;局部膨脹荷載的存在將增大管片結(jié)構(gòu)彎矩,對(duì)結(jié)構(gòu)受力不利,負(fù)彎矩是下伏膨脹巖土地層盾構(gòu)隧道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的控制因素.計(jì)算砂卵石下伏膨脹巖土地層中盾構(gòu)隧道結(jié)構(gòu)內(nèi)力時(shí),應(yīng)考慮膨脹荷載的影響,膨脹荷載可采用數(shù)值分析等手段確定. 

【文章來源】：西南交通大學(xué)學(xué)報(bào). 2014,49(03)北大核心EICSCD

【文章頁(yè)數(shù)】：7 頁(yè)

【部分圖文】：

考慮不同膨脹位

考慮不同膨脹位

西南交通大學(xué)學(xué)報(bào)第49卷(a)厚0．5m(b)厚1．0m(c)厚2．0m(d)150°范圍(e)120°范圍圖2考慮不同膨脹位置和范圍的計(jì)算模型Fig．2Calculationmodelsfordifferentexpansionpositions1．2計(jì)算參數(shù)及膨脹效應(yīng)模擬采用有限元軟件ANSYS進(jìn)行數(shù)值模擬，膨脹土地層采用Drucker-Prager塑性模型．在ANSYS計(jì)算中，土體的膨脹應(yīng)變可以用體積力來模擬．膨脹土體的總應(yīng)變?chǔ)?εe+εt，(1)式中:εe為彈性應(yīng)變?cè)隽?εt為膨脹體應(yīng)變?cè)隽浚舤=εp=αΔT，(2)式中:α為體積力線脹系數(shù);ΔT為引起體積膨脹的因素增量;εp為膨脹巖土自由膨脹產(chǎn)生的應(yīng)．在ANSYS軟件中，通過設(shè)置α和ΔT，使得αΔT=εp=8%，從而實(shí)現(xiàn)膨脹應(yīng)變的模擬．巖土膨脹效應(yīng)除了產(chǎn)生膨脹應(yīng)變外，另一個(gè)重要特性即為吸水軟化．根據(jù)彈性理論，室內(nèi)測(cè)得的膨脹力與膨脹應(yīng)變之間存在以下關(guān)系:σx=σy=σp=－εpE(1+ν)(1－2ν)，(3)式中:σx和σy分別為x、y方向的應(yīng)力;ν為巖土吸水膨脹后的泊松比;E為巖土吸水膨脹后的彈性模量;σp為膨脹巖土在實(shí)驗(yàn)室條件下測(cè)得的膨脹力．式(3)即為膨脹力與巖土充分吸水膨脹后土體物性參數(shù)之間的關(guān)系．由式(3)可知，巖土吸水后的軟化程度與其產(chǎn)生的膨脹力具有一定關(guān)系，數(shù)值模擬中應(yīng)根據(jù)膨脹力的大小改變彈性模量，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)軟化的模擬．將自由膨脹率、膨脹力等參數(shù)代入式(3)，可以得到不同膨脹力情況下吸水軟化后的地層參數(shù)．黏聚力c、內(nèi)摩擦角φ、泊松比ν取飽和后的土體參數(shù)，地層計(jì)算參數(shù)見表1．1．3管片外側(cè)壓力分布該斷面盾構(gòu)隧道位于復(fù)合地層，其中隧道上半部分位于砂卵石地層，下半部分位于膨脹巖土地層．假定隧道施工擾動(dòng)引?

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號(hào)：3254415