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特大断面泥质软岩隧道浅埋段施工力学特征及工法适应性分析
被引量：
2
1
作者
林锋
陶家清
+3 位作者
高恒潮
张洋语
潘英东
王峰
《公路》
北大核心
2022年第12期388-396,共9页
以龙泉山一号特大断面泥质软岩隧道浅埋段为工程背景,首先采用现场监控量测的方法对两个试验断面支护结构变形数据进行分析,再通过数值计算的方法与现场监测数据进行对比,验证了所采用计算参数的合理性,同时对双侧壁导坑法和CD法施工时...
以龙泉山一号特大断面泥质软岩隧道浅埋段为工程背景,首先采用现场监控量测的方法对两个试验断面支护结构变形数据进行分析,再通过数值计算的方法与现场监测数据进行对比,验证了所采用计算参数的合理性,同时对双侧壁导坑法和CD法施工时隧道支护结构受力及变形特征展开深入研究,进一步分析CD法的适应性。研究结果表明:CD法拱顶沉降和断面水平收敛分别为37.8 mm和42.1 mm,较双侧壁导坑法分别增大5.6 mm和11.1 mm,但仍小于控制变形量;两工法支护结构拉应力均主要集中分布在仰拱,其中最大拉应力在仰拱左侧,隧道左拱腰和左拱肩压应力较大;CD法初期支护最大拉应力和最大压应力分别为2.33 MPa和10.74 MPa,较双侧壁分别增大1.87 MPa和3.21 MPa, CD法锚杆最大轴力达到64.5 kN,比双侧壁导坑法减小20.7 kN;两工法塑性区主要位于两侧拱肩及拱脚位置,CD法塑性区面积相较于双侧壁导坑法增大。根据二者工法对比,CD法能够满足施工安全要求,同时可为类似工程提供参考。
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关键词
隧道工程
特大断面
施工力学
双侧壁导坑法
CD法
泥质软岩
原文传递
非饱和砂土隧道土拱效应模型试验及颗粒流数值模拟研究
被引量：
11
2
作者
崔蓬勃
朱永全
+2 位作者
刘勇
朱正国
潘英东
《岩土力学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021年第12期3451-3466,共16页
非饱和砂土基质吸力引起的表观黏聚力使其力学性质与干砂差异较大,为研究非饱和砂土隧道土拱效应,进行了不同含水率及埋深条件的Trapdoor试验,通过分析挡板下落过程中砂土破坏模式及土压力变化规律,揭示了不同工况土拱演化的时变特征,...
非饱和砂土基质吸力引起的表观黏聚力使其力学性质与干砂差异较大,为研究非饱和砂土隧道土拱效应,进行了不同含水率及埋深条件的Trapdoor试验,通过分析挡板下落过程中砂土破坏模式及土压力变化规律,揭示了不同工况土拱演化的时变特征,阐述了含水率及埋深对土拱效应的影响,同时基于大主应力迹线圆弧拱理论对挡板上方土压力分布模式进行了理论分析,并考虑粒间吸力作用基于PFC线性滚动阻力黏结模型,进行了离散元数值模拟,从细观角度对不同工况土拱效应进行了分析。结果表明:干砂工况破坏模式由三角形迅速发展为梯形,非饱和工况破坏模式为三角形且夹角与含水率相关;土压力呈三阶段变化,干砂时土压力降到极值后出现回升;非饱和工况土压力极值较干砂大幅减少,含水率较大时土压力受埋深影响较小,且松动区边缘出现裂缝,局部坍塌后形成自然拱;数值模拟表明,随挡板下落,主应力方向发生明显偏转,接触力链为由松动区向稳定区呈由弱到强结构,对模型试验及数值模拟土压力进行归一化处理,土压力分布与理论分析一致。干砂工况孔隙率与土压力规律一致,在含水工况出现裂缝处孔隙率快速增大,同时接触组构随含水率变化明显。
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关键词
土拱效应
非饱和砂土
破坏模式
土压力
颗粒流
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职称材料
考虑土拱发挥过程的非饱和砂土盾构隧道极限支护力计算方法研究
被引量：
10
3
作者
崔蓬勃
朱永全
+2 位作者
刘勇
王庆磊
潘英东
《岩土工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020年第5期873-881,共9页
因施工中受注浆及掘进参数影响,地层损失引起的土拱效应逐渐发挥,滑面上剪应力逐渐增大至抗剪强度,同时应考虑表观黏聚力对剪应力的贡献作用,而Terzaghi公式并不能体现这些因素。针对该问题,基于主应力偏转理论,推导了非饱和砂土不同位...
因施工中受注浆及掘进参数影响,地层损失引起的土拱效应逐渐发挥,滑面上剪应力逐渐增大至抗剪强度,同时应考虑表观黏聚力对剪应力的贡献作用,而Terzaghi公式并不能体现这些因素。针对该问题,基于主应力偏转理论,推导了非饱和砂土不同位置的侧压力系数公式,结合表观黏聚力公式和试验数据,得到与基质吸力相关的分段形式的表观黏聚力表达式,进而推导出不同土拱效应发挥程度下的松动土压力及盾构极限支护力的计算公式。算例结果表明同一埋深下,不同饱和度土层中拱顶处松动土压力随土拱效应发挥而逐渐减小且均远小于自重应力。随着含水率的增大松动土压力存在一个阈值;不同土拱效应发挥程度下,埋深越大,不同饱和度地层拱顶处松动土压力趋向不同的定值;盾构极限支护力公式计算结果亦存在同样规律,该结论将为非饱和砂土层盾构施工过程中土仓压力的合理设置提供理论指导,保证施工安全。
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关键词
土拱效应
基质吸力
表观黏聚力
抗剪强度
松动土压力
极限支护力
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职称材料
题名
特大断面泥质软岩隧道浅埋段施工力学特征及工法适应性分析
被引量：
2
1
作者
林锋
陶家清
高恒潮
张洋语
潘英东
王峰
机构
中国市政工程西南设计研究总院有限公司
西南交通大学交通隧道工程教育部重点实验室
西南交通大学土木工程学院
出处
《公路》
北大核心
2022年第12期388-396,共9页
文摘
以龙泉山一号特大断面泥质软岩隧道浅埋段为工程背景,首先采用现场监控量测的方法对两个试验断面支护结构变形数据进行分析,再通过数值计算的方法与现场监测数据进行对比,验证了所采用计算参数的合理性,同时对双侧壁导坑法和CD法施工时隧道支护结构受力及变形特征展开深入研究,进一步分析CD法的适应性。研究结果表明:CD法拱顶沉降和断面水平收敛分别为37.8 mm和42.1 mm,较双侧壁导坑法分别增大5.6 mm和11.1 mm,但仍小于控制变形量;两工法支护结构拉应力均主要集中分布在仰拱,其中最大拉应力在仰拱左侧,隧道左拱腰和左拱肩压应力较大;CD法初期支护最大拉应力和最大压应力分别为2.33 MPa和10.74 MPa,较双侧壁分别增大1.87 MPa和3.21 MPa, CD法锚杆最大轴力达到64.5 kN,比双侧壁导坑法减小20.7 kN;两工法塑性区主要位于两侧拱肩及拱脚位置,CD法塑性区面积相较于双侧壁导坑法增大。根据二者工法对比,CD法能够满足施工安全要求,同时可为类似工程提供参考。
关键词
隧道工程
特大断面
施工力学
双侧壁导坑法
CD法
泥质软岩
Keywords
tunnel engineering
super-large section
construction mechanics
double side drift method
CD method
argillaceous soft rock
分类号
U455.4 [建筑科学—桥梁与隧道工程]
原文传递
题名
非饱和砂土隧道土拱效应模型试验及颗粒流数值模拟研究
被引量：
11
2
作者
崔蓬勃
朱永全
刘勇
朱正国
潘英东
机构
石家庄铁道大学土木工程学院
江苏建筑职业技术学院交通工程学院
石家庄铁道大学交通工程结构力学行为与系统安全国家重点实验室
中国铁道科学研究院高速铁路轨道技术国家重点实验室
西南交通大学土木工程学院
出处
《岩土力学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021年第12期3451-3466,共16页
基金
国家自然科学基金(No.51778380)
江苏省建设系统科技项目(No.2020ZD28)
高速铁路轨道技术国家重点实验室开放基金项目(No.2019YJ196)。
文摘
非饱和砂土基质吸力引起的表观黏聚力使其力学性质与干砂差异较大,为研究非饱和砂土隧道土拱效应,进行了不同含水率及埋深条件的Trapdoor试验,通过分析挡板下落过程中砂土破坏模式及土压力变化规律,揭示了不同工况土拱演化的时变特征,阐述了含水率及埋深对土拱效应的影响,同时基于大主应力迹线圆弧拱理论对挡板上方土压力分布模式进行了理论分析,并考虑粒间吸力作用基于PFC线性滚动阻力黏结模型,进行了离散元数值模拟,从细观角度对不同工况土拱效应进行了分析。结果表明:干砂工况破坏模式由三角形迅速发展为梯形,非饱和工况破坏模式为三角形且夹角与含水率相关;土压力呈三阶段变化,干砂时土压力降到极值后出现回升;非饱和工况土压力极值较干砂大幅减少,含水率较大时土压力受埋深影响较小,且松动区边缘出现裂缝,局部坍塌后形成自然拱;数值模拟表明,随挡板下落,主应力方向发生明显偏转,接触力链为由松动区向稳定区呈由弱到强结构,对模型试验及数值模拟土压力进行归一化处理,土压力分布与理论分析一致。干砂工况孔隙率与土压力规律一致,在含水工况出现裂缝处孔隙率快速增大,同时接触组构随含水率变化明显。
关键词
土拱效应
非饱和砂土
破坏模式
土压力
颗粒流
Keywords
soil arching effect
unsaturated sand
failure mode
soil pressure
particle flow code
分类号
TU441 [建筑科学—岩土工程]
下载PDF
职称材料
题名
考虑土拱发挥过程的非饱和砂土盾构隧道极限支护力计算方法研究
被引量：
10
3
作者
崔蓬勃
朱永全
刘勇
王庆磊
潘英东
机构
石家庄铁道大学土木工程学院
江苏建筑职业技术学院
西南交通大学
出处
《岩土工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020年第5期873-881,共9页
基金
国家自然科学基金面上项目(51778380)
江苏省住建系统科技项目(2017ZD045)
+1 种基金
河北省交通工程结构力学行为演变与控制重点实验室开放课题项目(902508867H18002)
江苏建筑职业技术学院科技课题(JYA318-05)。
文摘
因施工中受注浆及掘进参数影响,地层损失引起的土拱效应逐渐发挥,滑面上剪应力逐渐增大至抗剪强度,同时应考虑表观黏聚力对剪应力的贡献作用,而Terzaghi公式并不能体现这些因素。针对该问题,基于主应力偏转理论,推导了非饱和砂土不同位置的侧压力系数公式,结合表观黏聚力公式和试验数据,得到与基质吸力相关的分段形式的表观黏聚力表达式,进而推导出不同土拱效应发挥程度下的松动土压力及盾构极限支护力的计算公式。算例结果表明同一埋深下,不同饱和度土层中拱顶处松动土压力随土拱效应发挥而逐渐减小且均远小于自重应力。随着含水率的增大松动土压力存在一个阈值;不同土拱效应发挥程度下,埋深越大,不同饱和度地层拱顶处松动土压力趋向不同的定值;盾构极限支护力公式计算结果亦存在同样规律,该结论将为非饱和砂土层盾构施工过程中土仓压力的合理设置提供理论指导,保证施工安全。
关键词
土拱效应
基质吸力
表观黏聚力
抗剪强度
松动土压力
极限支护力
Keywords
soil arching effect
matric suction
apparent cohesion
shear strength
loosening earth pressure
limit support pressure
分类号
TU43 [建筑科学—岩土工程]
下载PDF
职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
特大断面泥质软岩隧道浅埋段施工力学特征及工法适应性分析
林锋
陶家清
高恒潮
张洋语
潘英东
王峰
《公路》
北大核心
2022
2
原文传递
2
非饱和砂土隧道土拱效应模型试验及颗粒流数值模拟研究
崔蓬勃
朱永全
刘勇
朱正国
潘英东
《岩土力学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021
11
下载PDF
职称材料
3
考虑土拱发挥过程的非饱和砂土盾构隧道极限支护力计算方法研究
崔蓬勃
朱永全
刘勇
王庆磊
潘英东
《岩土工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020
10
下载PDF
职称材料
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