濱海區(qū)粉質粘土地層盾構側穿單樁模型試驗研究.pdf

1、本文依托天津地鐵1號線粉質粘土地層盾構區(qū)間段典型工程特點，開展盾構穿樁工程的模型試驗、理論分析及數(shù)值模擬，分析了軟弱圍巖地層及既有樁體的力學響應，結論如下:
　　(1)按1∶100幾何相似比，自主設計了可實現(xiàn)自動頂推與盾尾同步注漿功能的盾構模型試驗系統(tǒng);得到襯砌相似材料與質量配比為石蠟∶清潔石英砂（直徑1mm）∶鋼纖維（直徑0.2mm，長5mm）=15∶90∶1;天津地區(qū)粉質粘土地層相似材料配比為清潔河沙∶200目重晶石粉∶凡士林

2、=8∶3∶1;模型試驗驗證了注漿控制軟弱圍巖-樁體系統(tǒng)位移的顯著作用，并標定了此粉質粘土地層盾構注漿填充系數(shù)范圍1.4～1.6。
　　(2)自主設計11組共計33個正交模型試驗，工況包括盾構隧道不同埋深(1D、2D、3D)，不同支護（毛洞開挖、襯砌注漿支護）及樁隧相對位置（水平向距隧道中軸鉛垂面1D、2D、3D，樁底豎直向距隧道中軸水平面0.5D、0D、-0.5D），考察各工況的圍巖及樁體位移與應力響應;引入非接觸觀測PIV技術驗

3、證模型試驗的地層位移及顆粒運移規(guī)律;綜合分析有、無樁各工況，確定了盾構穿樁K值變化區(qū)間。
　　(3)觀測到無注漿、襯砌支護H/D=1-3的毛洞開挖引發(fā)典型的漸進性坍塌破壞過程;通過襯砌注漿支護，地層沉降得到有效控制，土壓力分布趨于均勻;同步注漿填充系數(shù)為1.5時，盾構對拱腰徑向壓力影響范圍為1.5D，1D～2D區(qū)域壓力降幅為10％以上;樁體繞流現(xiàn)象明顯，隨樁體埋深增大K值減小;盾構穿樁增大了樁側圍巖壓力，可觀測到樁體遮攔效應;樁位