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渗流条件下富水砂层盾构隧道开挖面临界支护压力计算分析 被引量：1
1
作者 张跃明 钟久强 +2 位作者 余金 涂万年 朱碧堂 《城市轨道交通研究》 北大核心 2024年第2期100-106,共7页
[目的]富水砂层是地铁盾构隧道常见的掘进地层,在土舱内外水压差作用下会发生渗流。因此,有必要研究渗流条件下,富水砂层盾构隧道开挖面临界支护压力的准确计算方法。[方法]采用三维有限元上下限极限分析法和Optum G3软件,对无渗流条件... [目的]富水砂层是地铁盾构隧道常见的掘进地层,在土舱内外水压差作用下会发生渗流。因此,有必要研究渗流条件下,富水砂层盾构隧道开挖面临界支护压力的准确计算方法。[方法]采用三维有限元上下限极限分析法和Optum G3软件,对无渗流条件下的盾构隧道开挖面开展稳定性研究,通过主要参数敏感性分析,提出了不考虑渗流条件下的开挖面临界支护压力计算方法。考虑土舱内外水头差引起的渗流作用,采用三维有限元分析法和PLAXIS 3D软件,研究稳态渗流和流固耦合作用下富水砂层盾构隧道开挖面的失稳破坏模式。通过水头差、隧道埋深比和内摩擦角的敏感性分析,基于无渗流条件下的开挖面临界支护压力计算式,进一步提出了考虑稳态渗流条件下的开挖面临界支护压力计算方法。[结果及结论]所提计算式能够较为简便地确定富水砂层中盾构掘进的开挖面压力。对于不同的地下水状态,临界开挖面支护压力排序为:未发生渗流的临界开挖面支护压力>发生渗流的临界开挖面支护压力>干砂条件下的开挖面临界压力。当埋深比C/D<1、土体内摩擦角φ≤25°时,开挖面破坏区从拱底发展至接近地面处,容易发生浅层隧道冒顶破坏;当C/D≥1、φ>25°时,开挖面前方失稳破坏区局限于开挖面上方一定范围内,发生渗流时比无渗流时的破坏区域稍大。 展开更多
关键词 地铁 盾构隧道 临界支护压力
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紧邻地铁隧道上软下硬地层超深基坑施工变形控制 被引量：2
2
作者 张跃明 李松晏 +2 位作者 钟久强 余金 朱碧堂 《石家庄铁道大学学报（自然科学版）》 2023年第1期61-68,共8页
以紧邻深圳地铁线11号线某超深基坑工程为例,介绍上软下硬地层基坑支护结构施工和开挖过程中采取的变形控制技术,包括双重护槽和三机联动地下连续墙施工技术、坑底破碎带交替双液注浆技术、钢筋混凝土支撑轴力伺服技术等,并通过三维精... 以紧邻深圳地铁线11号线某超深基坑工程为例,介绍上软下硬地层基坑支护结构施工和开挖过程中采取的变形控制技术,包括双重护槽和三机联动地下连续墙施工技术、坑底破碎带交替双液注浆技术、钢筋混凝土支撑轴力伺服技术等,并通过三维精细化数值模拟与监测数据的对比分析,验证上述施工技术的有效性。在此基础上探讨了基坑内支撑预加轴力影响下最大侧向变形/开挖深度关系曲线,分析其对既有地铁隧道的保护效果。 展开更多
关键词 地铁隧道 超深基坑 上软下硬地层 变形控制技术
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考虑黏土强度各向异性的掌子面支护压力分析 被引量：1
3
作者 王凌 张跃明 +1 位作者 钟久强 罗如平 《华东交通大学学报》 2022年第2期1-7,共7页
掌子面稳定支护压力的确定是保证隧道正常施工及周边环境安全的关键,目前相关研究多基于各向同性土体假定,忽略了土体强度各向异性的影响。基于有限单元极限分析软件OptumG3,介绍了一种考虑土体强度各向异性的掌子面稳定下限支护压力分... 掌子面稳定支护压力的确定是保证隧道正常施工及周边环境安全的关键,目前相关研究多基于各向同性土体假定,忽略了土体强度各向异性的影响。基于有限单元极限分析软件OptumG3,介绍了一种考虑土体强度各向异性的掌子面稳定下限支护压力分析模型,并通过案例对比分析验证了模型的有效性。在此基础上,对强度各向异性黏土地层中掌子面稳定下限支护压力进行了参数敏感性分析,并给出了相应经验计算方法。研究结果表明:掌子面承载力系数Nc、Nγ与隧道埋深比C/D分别呈指数函数及线性函数关系;强度各向异性地层中Nc的修正系数rm主要受土体抗剪强度比k影响,二者符合幂函数关系,而Nγ则不受土体抗剪强度比k影响;强度各向同性及异性地层中掌子面前端土体破坏形态较为一致,均为“烟囱型”,但其分布范围有所不同,各向同性地层中土体破坏面分布范围更大。 展开更多
关键词 掌子面稳定 下限支护压力 各向异性 有限单元极限分析
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富水砂层盾构下穿股道桩筏加固控制效果研究
4
作者 林宝刚 李飞 +2 位作者 李磊 钟久强 罗如平 《国防交通工程与技术》 2022年第6期52-56,共5页
以富水砂层地区南昌地铁盾构隧道下穿南昌火车站场为工程背景,利用Plaxis 3D建立基于小应变土体硬化刚度本构(HSS)的动态掘进模型,研究有无桩筏加固方案对盾构隧道下穿火车站场的影响。结果表明:盾构隧道在无保护措施下穿股道时,股道纵... 以富水砂层地区南昌地铁盾构隧道下穿南昌火车站场为工程背景,利用Plaxis 3D建立基于小应变土体硬化刚度本构(HSS)的动态掘进模型,研究有无桩筏加固方案对盾构隧道下穿火车站场的影响。结果表明:盾构隧道在无保护措施下穿股道时,股道纵向沉降超过黄色预警值4.0 mm要求,最大值为5.2 mm,采取桩筏加固方案后纵向沉降最大值减小至1.4 mm,因此采用桩筏加固方案可有效确保股道行车安全。 展开更多
关键词 盾构隧道 HSS本构 桩筏加固 股道沉降
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临近端头井盾构开挖引起土体沉降数值分析 被引量：3
5
作者 王凌 钟久强 朱碧堂 《现代隧道技术》 CSCD 北大核心 2022年第1期124-132,共9页
文章以南昌地铁2号线雅苑路站施工为例,基于小应变硬化土体(HSS)本构模型,建立从端头井始发的双线盾构隧道掘进模型,分析了基坑开挖与双线盾构掘进共同作用下的土体沉降规律。结果表明:(1)加固盾构始发区土体可有效减弱区域范围内地表沉... 文章以南昌地铁2号线雅苑路站施工为例,基于小应变硬化土体(HSS)本构模型,建立从端头井始发的双线盾构隧道掘进模型,分析了基坑开挖与双线盾构掘进共同作用下的土体沉降规律。结果表明:(1)加固盾构始发区土体可有效减弱区域范围内地表沉降,该区域内地表沉降量远小于区间隧道沉降量;(2)在同一埋深条件下,先建隧道地表沉降最大值高于后建隧道地表沉降最大值,地表横向沉降槽呈现非对称W型;(3)基坑开挖与盾构掘进共同作用下引起的地表沉降值,可以由二者单独作用产生的沉降值叠加计算得到。 展开更多
关键词 土体沉降 端头井 HSS模型 双线隧道 盾构开挖
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基于极限分析的复合地层浅埋隧道掌子面上限支护压力研究 被引量：4
6
作者 陈登开 钟久强 +2 位作者 余志勇 蒋亚龙 朱碧堂 《隧道建设（中英文）》 CSCD 北大核心 2021年第10期1708-1716,共9页
合理确定掌子面支护压力是保证隧道正常施工及周边环境安全的关键。为探究浅埋隧道中不同复合程度下复杂地层支护力上限值变化规律,基于三维有限单元极限分析软件Optum G3,建立一种考虑不同泥岩比例的浅埋隧道掌子面极限支护压力上限解... 合理确定掌子面支护压力是保证隧道正常施工及周边环境安全的关键。为探究浅埋隧道中不同复合程度下复杂地层支护力上限值变化规律,基于三维有限单元极限分析软件Optum G3,建立一种考虑不同泥岩比例的浅埋隧道掌子面极限支护压力上限解模型,并通过案例对比分析验证模型的有效性。基于此,进一步探讨不同泥岩复合比例下掌子面支护压力上限解及对应失稳模式,并进行参数敏感性分析,拟合得到对应的简化计算公式。结果表明:1)复合地层盾构隧道开挖过程中,泥岩比例低于50%时,掌子面支护力上限值增长平缓,大于该值后支护压力迅速上升;2)复合地层掌子面破坏模式显著区别于均质土层,泥岩比例小于50%时,易失稳点出现在砂层与泥岩交界处,位置随泥岩比例的增加而上升,大于该值后出现在隧道中心位置并保持恒定;3)极限支护压力上限解与隧道埋深比C/D、覆土内摩擦角φ及黏聚力c值呈正相关,且埋深比C/D越大,增长的幅度越大,当泥岩比例大于75%后,不同黏聚力下的极限支护力趋于接近。 展开更多
关键词 浅埋隧道 复合地层 掌子面支护压力 有限单元极限分析 上限解
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