基于透明土的盾構(gòu)隧道開(kāi)挖面穩(wěn)定性分析.pdf

1、盾構(gòu)法是一種高效、經(jīng)濟(jì)、安全的施工方法，在城市地鐵建設(shè)中廣為使用。由于城市施工環(huán)境復(fù)雜，盾構(gòu)施工安全事故多有發(fā)生，其中由于開(kāi)挖面失穩(wěn)而導(dǎo)致的事故最為普遍，因而對(duì)開(kāi)挖面穩(wěn)定性的研究意義重大。目前，對(duì)開(kāi)挖面失穩(wěn)地層移動(dòng)研究多集中于地層表面，本文使用人工合成透明土作為盾構(gòu)模型土層、結(jié)合數(shù)字圖像處理技術(shù)，采用PIVview2C軟件對(duì)照片進(jìn)行分析處理，對(duì)盾構(gòu)開(kāi)挖面失穩(wěn)情況下內(nèi)部地層移動(dòng)規(guī)律、形態(tài)進(jìn)行了可視化分析，主要內(nèi)容如下：
　　 (1

2、)設(shè)計(jì)采用熔融石英砂及濃度為59.8％的溴化鈣合成透明土，對(duì)該土樣進(jìn)行了室內(nèi)常規(guī)實(shí)驗(yàn)及直剪實(shí)驗(yàn)，證明了其與自然土性質(zhì)的類似性。
　　 (2)分析了圖像數(shù)字化的原理，如何采用激光散斑技術(shù)與PIV技術(shù)相結(jié)合，由CCD相機(jī)拍攝目標(biāo)面，將得到的圖像數(shù)字化并導(dǎo)入軟件進(jìn)行互相關(guān)計(jì)算的過(guò)程。
　　 (3)對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了分析，得出了在三個(gè)不同埋徑比(C/D=1、C/D=1.5、C/D=2)下橫斷面和縱斷面的整體擾動(dòng)形態(tài)，土層地表及內(nèi)部

3、各點(diǎn)水平位移、垂直位移規(guī)律，對(duì)土拱效應(yīng)和松動(dòng)土壓力理論進(jìn)行了分析。
　　 分析結(jié)果表明，在透明土地層盾構(gòu)實(shí)驗(yàn)中，由于砂土土拱效應(yīng)，在埋深大于1.25D時(shí)，土體變形不會(huì)發(fā)展到地表，淺埋時(shí)(C/D=1)符合太沙基松動(dòng)土壓力理論，整體擾動(dòng)形態(tài)橫斷面類似褲衩形，縱斷面類似三角形，深埋時(shí)(C/D>1.25)符合普氏理論，橫斷面擾動(dòng)形態(tài)類似蛋形，縱斷面擾動(dòng)形態(tài)發(fā)展為煙囪狀，深層土體沉降槽類似正態(tài)分布?？v斷面垂直位移和水平位移相差不大，垂直位