基于盾構(gòu)地層損失理論的地表沉降分析及控制研究.pdf

1、砂性地層是典型的力學(xué)不穩(wěn)定地層，砂?？障洞螅辰Y(jié)力小，地層反應(yīng)靈敏，盾構(gòu)在該地層中掘進(jìn)極易破壞地層的原始穩(wěn)定狀態(tài)，土體擾動(dòng)較大，產(chǎn)生較大地層損失。本文采取室內(nèi)試驗(yàn)、數(shù)值模擬、現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)相結(jié)合的方法，研究了地層損失率大小、盾構(gòu)埋深、地層損失的連續(xù)、地下水位變化對(duì)縱向及橫向地表沉降的影響規(guī)律，并結(jié)合蘭州地鐵工程實(shí)例，提出控制地表沉降的掘進(jìn)參數(shù)優(yōu)化措施，得出的主要成果如下:
　　(1)分析總結(jié)了盾構(gòu)掘進(jìn)引起地層損失的原因，同時(shí)采用離散元P

2、FC從細(xì)觀層面分析了砂性地層盾構(gòu)掘進(jìn)引發(fā)地層損失在地層中的發(fā)展過程，并采用顆粒流方法分析了砂性地層地層損失率大小、連續(xù)性及隧道埋深因素對(duì)地表沉降的影響。
　　(2)采用FLAC3D軟件建立了盾構(gòu)隧道三維模型，通過改變材參的方法實(shí)現(xiàn)盾構(gòu)掘進(jìn)的動(dòng)態(tài)模擬，計(jì)算中通過控制間隙參數(shù)g的大小來實(shí)現(xiàn)不同地層損失的模擬，分析得出了隧道埋深及地層損失率大小對(duì)地表沉降的影響。
　　(3)結(jié)合自行研制的模型箱開展了幾何相似比為1∶20的室內(nèi)模型試

3、驗(yàn)，通過液囊排水模擬地層損失，分別針對(duì)干砂和濕砂兩種地層條件，得到了地層損失率大小、盾構(gòu)埋深、地層損失的連續(xù)、地下水位變化對(duì)縱向及橫向地表沉降的影響規(guī)律。
　　(4)依托蘭州地鐵一號(hào)線迎門灘～馬灘下穿黃河盾構(gòu)隧道工程，得出實(shí)際施工中盾構(gòu)各項(xiàng)掘進(jìn)參數(shù)的動(dòng)態(tài)變化規(guī)律及推力、扭矩與掘進(jìn)速度、刀盤轉(zhuǎn)速各參數(shù)之間的相互影響;采用FLAC3D數(shù)值模擬方法分析了施工過程中支護(hù)壓力、注漿壓力等掘進(jìn)參數(shù)與地表沉降的關(guān)系，提出了控制地表沉降的盾構(gòu)掘進(jìn)