發(fā)布時間：2020-06-06 03:42

【摘要】：TBM具有施工安全、快速、環(huán)保等優(yōu)點,目前在世界范圍內(nèi)得到大量應(yīng)用。當(dāng)雙護盾TBM在深部擠壓地層中掘進,常會因地層中賦存的高地應(yīng)力而出現(xiàn)圍巖大變形,當(dāng)圍巖的變形量超出TBM預(yù)留的擴挖間隙時,便擠壓TBM護盾,嚴(yán)重時導(dǎo)致TBM卡機事故,給工程帶來巨大的損失�；谝陨显�,為探討合理的卡機控制措施,運用3DEC建立數(shù)值模型,分別研究了施工速度、擴挖間隙、側(cè)壓系數(shù)、回填層材料變形參數(shù)、回填厚度及軟填充長度對雙護盾TBM卡機控制的影響。主要研究內(nèi)容和成果如下:(1)考慮隧道的掌子面效應(yīng)和圍巖的流變特性,運用3DEC內(nèi)置的CVISC粘彈塑性本構(gòu)建立了圍巖-TBM相互作用模型,并采用動態(tài)分布開挖的方法模擬了雙護盾TBM的開挖過程。(2)采用上述數(shù)值模型,分析了施工速度與擴挖間隙的改變對圍巖變形量、TBM接觸壓力以及TBM總阻力的影響規(guī)律,并最終確定了其對TBM卡機狀態(tài)和TBM容許停機時間的影響:提高施工速度和增大擴挖間隙均為有效的卡機控制措施,同時在研究范圍內(nèi),施工速度和擴挖間隙均存在拐點值,在該拐點值附近卡機控制效果更為明顯。(3)探討了側(cè)壓系數(shù)、回填材料變形參數(shù)、厚度及軟填充長度對圍巖變形量、TBM總接觸壓力以及TBM總阻力的影響趨勢,研究結(jié)果表明:側(cè)壓系數(shù)越大對TBM卡機控制越不利;彈性模量越大,越有利于隧道的整體穩(wěn)定性;回填層厚度的增加雖會有利于TBM卡機控制,但施工成本增加,因此需根據(jù)工程實際合理選定回填層厚度;軟回填長度的增加導(dǎo)致TBM的卡機概率增加。
【圖文】：

(c) 擠壓大變形導(dǎo)致的 TBM 卡機事故圖 1-1 擠壓地層的 TBM 卡機事故擠壓地層 TBM 卡機事故進行統(tǒng)計分析后發(fā)現(xiàn)和埋深過大導(dǎo)致的高地應(yīng)力有關(guān)。早在1946年的概念，并對巖石的擠壓變形和膨脹變形進行理論基礎(chǔ)上，將擠壓變形的產(chǎn)生機理定義為：布超出了圍巖的強度。國際巖石力學(xué)學(xué)會定義為：發(fā)生在隧道周圍（空間上），與時間變形[11]。即在擠壓性地層開挖隧道時，由高地的主要原因。因此在深部擠壓性地層隧道施工進行雙護盾 TBM 掘進時，，地層中蘊含的高地

技術(shù)路線
【學(xué)位授予單位】：河南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：U455.43

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本文編號：2699109