依托廣州地鐵18號(hào)線(xiàn)沙溪站～石榴崗站區(qū)間風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖地層盾構(gòu)始發(fā)工程,基于有限元理論研究負(fù)環(huán)管片的拆除時(shí)機(jī)及其影響因素。結(jié)果表明:掘進(jìn)距離達(dá)123m,即管片環(huán)數(shù)達(dá)77環(huán)時(shí),盾構(gòu)推力對(duì)負(fù)環(huán)管片的影響很小,此時(shí)拆除負(fù)環(huán)管片是安全的;隨著摩擦系數(shù)、隧道埋深和管片外徑增加,滿(mǎn)足拆除負(fù)環(huán)管片的最小掘進(jìn)距離呈指數(shù)關(guān)系減小,且這三個(gè)因素的影響隨參數(shù)值的增大逐漸減弱;負(fù)環(huán)管片拆除時(shí)機(jī)主要與零環(huán)管片軸向位移和管片摩擦力有關(guān),實(shí)際工程中需要綜合考慮上述兩方面因素判斷負(fù)環(huán)管片的拆除時(shí)機(jī)。 

【文章來(lái)源】：建筑結(jié)構(gòu). 2020,50(S1)北大核心CSCD

【文章頁(yè)數(shù)】：6 頁(yè)

【部分圖文】：

土層信息和管片分塊示意圖

采用通用有限元程序ABAQUS建立考慮實(shí)際地層分布的三維有限元模型，模型尺寸高50m、寬50m、長(zhǎng)100m，隧道埋深為20m。模型底部約束X、Y、Z三個(gè)方向的位移，左右兩側(cè)約束X方向位移，隧道軸向約束Y方向位移，但不約束管片。根據(jù)施工資料，在盾構(gòu)隧道掘進(jìn)前方(即掌子面處)對(duì)管片施加8000kPa的面力模擬盾構(gòu)頂推力。圍巖與管片均采用三維實(shí)體單元（C3D8）。襯砌管片與圍巖法向采用硬接觸，切向采用罰函數(shù)接觸，摩擦系數(shù)為0.5。計(jì)算模型以及網(wǎng)格劃分如圖2所示。根據(jù)工程地勘報(bào)告，地層由地表至基巖分別為素填土、粉質(zhì)黏土、淤泥質(zhì)土、強(qiáng)風(fēng)化淤泥質(zhì)粉砂巖、中風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖，地層力學(xué)行為符合Mohr-Coulomb準(zhǔn)則，管片采用彈性本構(gòu)。地層和襯砌的力學(xué)參數(shù)如表1所示。

圖3(a)為管片軸向水平位移云圖（以掘進(jìn)100m為例）。提取各工況下管片軸向水平位移值如圖3(b)所示。由圖可知：不同工況下，各管片軸向水平位移沿隧道軸向變化規(guī)律一致，掌子面附近管片位移最大，位移沿軸向逐漸減小，且減小的幅度隨離掌子面距離的增加不斷降低，最后在隧道進(jìn)洞位置的零環(huán)管片（簡(jiǎn)稱(chēng)零環(huán)管片）出現(xiàn)小幅增長(zhǎng)，這是邊界效應(yīng)造成的；掘進(jìn)50m時(shí)，管片的位移明顯遠(yuǎn)高于其他工況，管片受盾構(gòu)推力的影響較大；隨一次掘進(jìn)距離從50m增至150m，掌子面處管片的位移從5.73mm不斷減小，最后穩(wěn)定在4.56mm左右，這是因?yàn)榭拷谱用嫣幍亩軜?gòu)推力較大，導(dǎo)致管片位移較大；而零環(huán)管片處位移從2.88 mm不斷減小至0.67mm，且有趨于穩(wěn)定的趨勢(shì)，說(shuō)明隧道長(zhǎng)度達(dá)到一定距離后，盾構(gòu)推力對(duì)零環(huán)管片影響逐漸減小。3.2 管片軸向摩擦力

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號(hào)：3479279