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复合地层泥水盾构开挖面失稳破坏宏微观机理
  • ISSN号:1006-2467
  • 期刊名称:《上海交通大学学报》
  • 时间:0
  • 分类:U455.43[建筑科学—桥梁与隧道工程;交通运输工程—道路与铁道工程]
  • 作者机构:[1]上海应用技术学院城市建设与安全工程学院,上海201418
  • 相关基金:国家自然科学基金(51108268)资助项目
中文摘要:

针对复合地层泥水盾构开挖面稳定性问题,采用试验研究和数值仿真分析相结合的方法,并结合宏观及微观研究手段,对泥水盾构施工过程中周围土体力学特性及地层变位,进行了定量分析,揭示了该地层条件开挖面的失稳破坏模式.在此基础上建立了完善的开挖面稳定性三维解析方法,主要得到以下结论:对于常见上软下硬复合地层情况,低应力水平条件下泥浆的渗入能在一定程度上提高土体的强度,减缓侧向变形的发展,因此,有效泥浆支护压力宜控制在较小的区间取值,且不宜过大,并应充分利用盾构本体正面挡板来保持地层的稳定;上软下硬复合地层中开挖面失稳破坏模式与砂性土地层的失稳破坏模式相似,即表现为开挖面前方为楔形体,破坏区域顶部为烟囱状,最大沉降量发生在开挖面前方顶部附近.

英文摘要:

The face stability mechanism for slurry shield under the layered ground condition is of great sig- nificance. During the process of the shield tunnelling, the original structure and the strength of the soil around the face will be changed due to the slurry gradual infiltration into the excavation face. Thus, in order to connect and quantify the relationship between the mechanical property and the microscopic struc- ture, the triaxial experimental tests coupled with the numerical simulation method for evaluating the tun- nelling-induced ground movement were introduced, Then, based on the actual geometry of the failure mechanism in clay, a modified wedge model with its corresponding analytical solution for the critical face support pressure was presented. For the layered ground condition, it is recommended that the slurry sup- port pressure should be controlled to a relatively low level due to the softening characteristic of clay soil, and it is the pressure produced by the shield cutter bits and transferred to the excavation face contributes to face stabilization. The geometry of the failure mechanism in this ground condition resembles the case in sand: it exhibits a chimney-like failure mechanism, can be better described by the wedge stability models, and the maximum displacement of the ground just occurs on top of the tunnel face.

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期刊信息
  • 《上海交通大学学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中华人民共和国教育部
  • 主办单位:上海交通大学
  • 主编:郑杭
  • 地址:上海市华山路1954号15F
  • 邮编:200030
  • 邮箱:shjt@chinajournal.net.cn
  • 电话:021-62933373 62932534
  • 国际标准刊号:ISSN:1006-2467
  • 国内统一刊号:ISSN:31-1466/U
  • 邮发代号:4-256
  • 获奖情况:
  • 1996年全国优秀科技期刊奖,1992年、1996年、1999年国家教育部系统优秀科技期刊奖,2002年“百种重点期刊奖”,2003年百种中国杰出学术期刊,2004年教育部全国高校优秀科技期刊一等奖,2004年“百种重点期刊奖”
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),美国数学评论(网络版),德国数学文摘,荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,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:30903