大断面矩形顶管隧道开挖面土体稳定性研究

• 作者: 刘忻梅 崔广琴 梁玮真 白雪光 许有俊
• 来源期刊: 现代隧道技术
• 学科: 交通运输
• 关键词: 矩形顶管 砂砾石地层 开挖面稳定性 数值模拟 支护力
• 年，卷（期）: 2017,（5）
• 所属期刊栏目: 研究与计算
• 页码范围: 70-77,85
• 页数: 9页
• 分类号: TU43|U455.47
• 字数: 4589字
• 语种: 中文
• DOI: 10.13807/j.cnki.mtt.2017.05.010

摘要

文章以采用土压平衡矩形顶管法施工的内蒙古科技大学地下通道为背景,采用理论分析、数值模拟、现场监控量测等手段,对砂砾石地层条件下矩形顶管开挖面的主动和被动破坏规律进行了研究,主要得到了以下结论:(1)考虑顶管隧道开挖面为矩形断面的特点,建立梯形楔体计算模型,推导出开挖面主动破坏时的极限支护应力计算公式并应用于实际工程,采用该公式计算得到的极限支护压力与数值模拟计算结果相差较小,两种研究方法得到了相互验证;(2)采用FLAC3D数值模拟得到的地表沉降槽与实测地表沉降槽形态基本相似,近似服从正态分布,且地表沉降值基本接近;(3)随着支护应力比的减小,开挖面塑性区逐渐由开挖面前方向斜上方发展,当支护应力比为0.165时,开挖面前方土体水平位移骤然增加,开挖面塑性区延伸至地表,土体丧失整体稳定性,发生主动破坏,且从开挖面失稳后地表塑性区扩展形态来看,基本接近梯形楔形体形状,从而验证了解析公式计算模型的合理性;(4)随着支护应力比的增大,开挖面前方土体塑性区自开挖面顶部向地表斜上方延伸,当支护应力比为3.0时,塑性区发展至地面,此时土体失稳,发生被动破坏,其塑性区范围远小于主动破坏时的塑性区.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	刘忻梅	内蒙古科技大学数理与生物工程学院	26	128	7.0	10.0
2	许有俊	内蒙古科技大学土木工程学院	83	352	11.0	15.0
3	白雪光		4	32	2.0	4.0
4	崔广琴	内蒙古科技大学土木工程学院	2	13	2.0	2.0
5	梁玮真	内蒙古科技大学土木工程学院	2	15	2.0	2.0