砂层盾构隧道泥水劈裂试验与数值研究

• 作者: 刘晶晶 周子健 姚茂宏 陈铁林 魏钰昕
• 来源期刊: 浙江大学学报（工学版）
• 学科: 交通运输
• 关键词: 砂层 泥水盾构 泥水劈裂 泥膜 模型试验法 有限元法(FEM)
• 年，卷（期）: 2020,（9）
• 所属期刊栏目: 土木与交通工程
• 页码范围: 1715-1726
• 页数: 12页
• 分类号: U45
• 语种: 中文
• DOI: 10.3785/j.issn.1008-973X.2020.09.007

摘要

开展砂层盾构隧道泥水劈裂平面模型试验,研究不同覆土厚度条件下的泥水劈裂破坏机制、土体表面竖向位移和土体内部土压力变化规律.结果 显示,劈裂机制为加压泥浆向掘削空间表面砂层渗透形成致密砂层及其表面泥膜(泥膜-砂层结构),泥膜-砂层结构在泥浆挤压作用下发生拉剪破坏.劈裂压力随覆土厚度的增加呈近似线性增大.劈裂扩展从刀盘顶部起始分别呈"斜直线"或"先竖直后斜线"型向上扩展.基于自主开发的模拟泥水劈裂的有限元计算程序,参照模型试验建立二维数值模型,计算获得与模型试验较一致的劈裂扩展形态以及土体内部竖向位移与水平位移的变化规律.结果 表明,土体竖直向位移主要分布在刀盘上方以劈裂面为边界的"三角形"区域内,土体水平位移主要分布在掘削面土层.