盾构隧道开挖面被动极限支护压力的三维解析解
本文选题：盾构隧道 切入点：被动极限支护压力 出处：《现代隧道技术》2014年06期 论文类型：期刊论文
【摘要】：文章基于莫尔-库仑屈服准则,通过优化楔形块体的倾角并考虑土体粘聚力的影响,对现有的楔形块+倒棱台的土体破坏模型进行改进,建立了能够得到盾构隧道开挖面处于被动极限平衡状态下支护压力的三维计算模型;同时推导得出了相应的计算公式,并通过优化计算得到了开挖面处被动支护压力最小时楔形块体的倾角及极限支护压力;结合一算例,将所建模型的预测结果与经典的上限解进行了分析对比,验证了其合理性;最后探讨了土体内摩擦角、土体粘聚力、隧道上覆土厚度与隧道开挖面处被动极限压应力间的相互关系。研究结果表明:土体的粘聚力越大,开挖面处被动极限支护压应力越大,两者呈线性关系;土体的内摩擦角越大,被动极限支护压应力越大,且其变化速率也越快;随着隧道上覆土厚度的增加,被动极限支护压应力逐渐增加,且变化速率越来越快,两者之间近似呈指数函数关系。
[Abstract]:Based on the Mohr-Coulomb yield criterion, by optimizing the inclination of wedge block and considering the influence of soil cohesion, the existing soil failure model of wedge chamfer is improved. A three-dimensional calculation model of supporting pressure under passive limit equilibrium state of shield tunnel excavation surface is established, and the corresponding calculation formula is derived. The slope angle and ultimate support pressure of wedge-shaped block are obtained when the passive support pressure at the excavation surface is minimum, and the prediction result of the model is compared with the classical upper bound solution, and the rationality of the model is verified by an example. Finally, the relationships between the angle of internal friction, the cohesive force of soil, the thickness of overlying soil and the passive ultimate compressive stress at the excavation surface of the tunnel are discussed. The results show that the greater the cohesive force of the soil is, The greater the compressive stress of passive limit support at the excavation surface, the more linear the relationship between them; the greater the angle of internal friction of soil, the greater the compressive stress of passive limit support, and the faster its change rate is; with the increase of the thickness of overlying soil on the tunnel, The compressive stress of passive limit support increases gradually and the change rate is faster and faster. The relationship between them is approximately exponential function.
【作者单位】： 浙江大学城市学院土木工程系;昆明理工大学建筑工程学院;
【基金】：昆明理工大学人才培养基金项目(No.KKSY201206020) 国家自然科学基金项目(No.51208240,No.51408284)
【分类号】：U455.43
【共引文献】
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