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不同埋深砂土盾构隧道掘进开挖面前方土拱效应研究
  • ISSN号:1000-7598
  • 期刊名称:《岩土力学》
  • 时间:0
  • 分类:TU443[建筑科学—岩土工程;建筑科学—土工工程]
  • 作者机构:东南大学岩土工程研究所,江苏南京210096
  • 相关基金:国家自然科学基金项目(No.51578147)~~
中文摘要:

盾构施工过程中,开挖面前方土拱效应与掌子面盾构机推力大小和埋深密切相关。通过室内模型试验,研究不同砂土密度和不同隧道埋深条件下,盾构开挖面前方土拱效应,分析了砂土颗粒位移变化模式和土拱发展的时变特征,并揭示了不同埋深下土拱的发展规律和对失稳破坏机制的影响;同时基于室内模型试验,采用颗粒流程序进行模拟,从细观角度进一步研究了土拱效应。结果表明:不同埋深条件下,土拱发展规律一致且与支护力大小,地表沉降密切相关;低密度时土体破坏模式呈漏斗状,高密度为条带状,且土拱范围随埋深比增大而增大;颗粒流模拟得到不同埋深条件下,颗粒接触力、孔隙率和平均土压力变化规律一致。最后得出室内试验和PFC~(2D)颗粒流模拟得到的土拱效应相似的结论。

英文摘要:

The soil arching effect is closely related to the supporting force and depths during tunneling construction. The soil arching effect was studied experimentally considering various depths of embedded tunnel and densities of the sand layer. The displacement of sand particles and development of soil arching near the face of excavation were analyzed. The development of soil arching and the its failure under various depths were revealed. Comparing with the laboratory tests, the two-dimensional particle flow code(PFC~(2D)) was employed to simulate the soil arching effect. The results show that the development of soil arching under different depths are the same, closely related to the supporting force and the ground settlement. The failure of soil shows funnel shape at low density, and strip shape at high density. The range of soil arching increases with the increase of depths. The change of particle contact force, porosity and average soil pressure are the same via PFC~(2D) simulation for various depths. Finally, the conclusion is drawn that the soil arching effect obtained from the laboratory tests is similar to that of PFC~(2D) simulation.

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期刊信息
  • 《岩土力学》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国科学院武汉岩土力学研究所
  • 主编:孔令伟
  • 地址:武汉市武昌小洪山中国科学院武汉岩土力学研究所
  • 邮编:430071
  • 邮箱:ytlx@whrsm.ac.cn
  • 电话:027-87198484 87199252
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-7598
  • 国内统一刊号:ISSN:42-1199/O3
  • 邮发代号:38-383
  • 获奖情况:
  • 全国中文核心期刊,美国《工程索引》EI收录期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:56873