發(fā)布時間：2021-06-28 13:34

　　成都地鐵二號線區(qū)間盾構隧道局部穿過砂卵石下伏膨脹巖土地層,為獲得下伏地層膨脹荷載對盾構隧道襯砌結構內力的影響規(guī)律,采用數值方法分析了下伏地層在不同范圍發(fā)生局部膨脹時對襯砌結構外側壓力的影響.通過現場測試得到了盾尾注漿時和隧道貫通后襯砌結構荷載及內力的分布規(guī)律,并與不同膨脹荷載下結構內力的計算結果進行了比較.研究表明:膨脹圈厚度及范圍對膨脹后壓力增量的影響較小,膨脹力對壓力增量的影響較大;局部膨脹荷載的存在將增大管片結構彎矩,對結構受力不利,負彎矩是下伏膨脹巖土地層盾構隧道結構設計的控制因素.計算砂卵石下伏膨脹巖土地層中盾構隧道結構內力時,應考慮膨脹荷載的影響,膨脹荷載可采用數值分析等手段確定. 

【文章來源】：西南交通大學學報. 2014,49(03)北大核心EICSCD

【文章頁數】：7 頁

【部分圖文】：

考慮不同膨脹位

考慮不同膨脹位

西南交通大學學報第49卷(a)厚0．5m(b)厚1．0m(c)厚2．0m(d)150°范圍(e)120°范圍圖2考慮不同膨脹位置和范圍的計算模型Fig．2Calculationmodelsfordifferentexpansionpositions1．2計算參數及膨脹效應模擬采用有限元軟件ANSYS進行數值模擬，膨脹土地層采用Drucker-Prager塑性模型．在ANSYS計算中，土體的膨脹應變可以用體積力來模擬．膨脹土體的總應變ε=εe+εt，(1)式中:εe為彈性應變增量;εt為膨脹體應變增量．εt=εp=αΔT，(2)式中:α為體積力線脹系數;ΔT為引起體積膨脹的因素增量;εp為膨脹巖土自由膨脹產生的應．在ANSYS軟件中，通過設置α和ΔT，使得αΔT=εp=8%，從而實現膨脹應變的模擬．巖土膨脹效應除了產生膨脹應變外，另一個重要特性即為吸水軟化．根據彈性理論，室內測得的膨脹力與膨脹應變之間存在以下關系:σx=σy=σp=－εpE(1+ν)(1－2ν)，(3)式中:σx和σy分別為x、y方向的應力;ν為巖土吸水膨脹后的泊松比;E為巖土吸水膨脹后的彈性模量;σp為膨脹巖土在實驗室條件下測得的膨脹力．式(3)即為膨脹力與巖土充分吸水膨脹后土體物性參數之間的關系．由式(3)可知，巖土吸水后的軟化程度與其產生的膨脹力具有一定關系，數值模擬中應根據膨脹力的大小改變彈性模量，從而實現對軟化的模擬．將自由膨脹率、膨脹力等參數代入式(3)，可以得到不同膨脹力情況下吸水軟化后的地層參數．黏聚力c、內摩擦角φ、泊松比ν取飽和后的土體參數，地層計算參數見表1．1．3管片外側壓力分布該斷面盾構隧道位于復合地層，其中隧道上半部分位于砂卵石地層，下半部分位于膨脹巖土地層．假定隧道施工擾動引?

【參考文獻】：
期刊論文
[1]無荷和有荷條件下膨脹土變形規(guī)律研究[J]. 胡瑾,王保田,張文慧,郭帥杰,張磊.  巖土工程學報. 2011(S1)
[2]膨脹巖土地層盾構隧道結構力學行為研究[J]. 林剛,羅世培,郭俊,鄒永堯.  現代隧道技術. 2011(03)
[3]大型水下盾構隧道結構研究現狀與展望[J]. 何川,封坤.  西南交通大學學報. 2011(01)
[4]膨脹土地層中盾構隧道管片結構受力分析與對策研究[J]. 郭瑞,何川,方勇.  現代隧道技術. 2010(06)
[5]荷載-結構模式的殼-彈簧-接觸模型[J]. 蘇宗賢,何川.  西南交通大學學報. 2007(03)
[6]膨脹土在不同約束狀態(tài)下的試驗研究[J]. 羅沖,殷坤龍,周春梅,姚林林.  巖土力學. 2007(03)
[7]膨脹土彈塑性本構關系數值建模方法研究[J]. 任青陽,朱以文,王靖濤,劉特洪.  巖土力學. 2006(10)
[8]膨脹土路基變形的數值模擬[J]. 陳鐵林,米占寬,陳生水.  巖土力學. 2005(S1)
[9]膨脹土的強度和變形特性研究[J]. 韓華強,陳生水.  巖土工程學報. 2004(03)



本文編號：3254415