溫州淺埋暗挖過街地道軟粘土靜動力特性試驗及施工環(huán)境效應(yīng)研究.pdf

1、近年來，由于地下工程施工造成對周圍環(huán)境影響的工程事故不勝枚舉，這方面問題的研究已成為當(dāng)前巖土工程領(lǐng)域關(guān)注的研究熱點課題之一。
　　其中，淺埋暗挖過街地道建設(shè)與常見地鐵隧道開挖工程有所不同，地道工程一般屬于淺埋甚至超淺埋結(jié)構(gòu)，覆土淺、無自承能力，同時結(jié)構(gòu)又受地面交通荷載的循環(huán)往復(fù)作用；加之，溫州廣泛分布深厚淤泥質(zhì)粘土地層，土質(zhì)差、施工風(fēng)險大，地面為鬧市區(qū)交通要道，沉降控制要求嚴(yán)格，這些因素都為軟土地層人行過街地道淺埋暗挖施工增添不少

2、困難。解決此難題需要圍繞淺埋暗挖過街地道開展三方面研究:飽和軟粘土靜動力特性、淺埋暗挖施工環(huán)境效應(yīng)分析、淤泥地層注漿改良方法。
　　本文依托溫州附二醫(yī)淺埋暗挖過街地下通道工程項目，從室內(nèi)試驗、數(shù)值模擬、現(xiàn)場監(jiān)測及試驗這3方面，展開研究。具體內(nèi)容有:
　　1.使用GDS靜動三軸試驗系統(tǒng)，進(jìn)行了固結(jié)不排水三軸剪切試驗、K0固結(jié)三軸壓縮和拉伸試驗，得到了不同圍壓下，豎向偏應(yīng)力、孔壓隨軸向應(yīng)變的發(fā)展規(guī)律、常圍壓下孔壓-應(yīng)變關(guān)系計算公

3、式，建立起不同應(yīng)力路徑下孔壓變化表達(dá)式;通過淤泥回彈變形試驗，得到了初始卸荷模量與平均固結(jié)壓力、與應(yīng)力路徑的關(guān)系以及模量計算公式;根據(jù)隧道和豎井開挖時土層應(yīng)力路徑分區(qū)，選用HS土體本構(gòu)模型，用于后續(xù)PLAXIS分析，通過三軸排水實驗、直剪試驗確定土體HS本構(gòu)模型參數(shù)。
　　2.利用GDS動三軸與壓電陶瓷彎曲元聯(lián)合設(shè)備，進(jìn)行了一系列應(yīng)力或應(yīng)變控制的循環(huán)動三軸試驗，研究了飽和軟粘土在幅值相對較大的循環(huán)應(yīng)力歷史影響下小應(yīng)變剪切模量的變化

4、規(guī)律，指出了循環(huán)圍壓與循環(huán)偏應(yīng)力耦合應(yīng)力路徑對G/Gmax～γ衰減規(guī)律的影響表現(xiàn)為:循環(huán)圍壓的存在影響了骨干曲線的高度。
　　3.使用循環(huán)圍壓動三軸設(shè)備，進(jìn)行了基于應(yīng)力控制的逐級加載試驗，揭示了循環(huán)圍壓與循環(huán)偏應(yīng)力耦合應(yīng)力路徑對飽和軟土動模量的影響規(guī)律;并通過Hardin-Drnevich公式和Stokoe公式擬合對比，發(fā)現(xiàn)Hardin-Drnevich公式不能考慮應(yīng)力路徑斜率的影響，而Stokoe公式可以較好的對不同應(yīng)力路徑下動

5、模量衰減規(guī)律進(jìn)行擬合;并在Stokoe公式的基礎(chǔ)上，建立起考慮循環(huán)圍壓和循環(huán)偏應(yīng)力耦合應(yīng)力路徑的等效線性本構(gòu)模型。
　　4.對溫州附二醫(yī)淺埋暗挖過街地道施工過程，通過PLAXIS軟件，對豎井和頂管隧道的開挖加以分析，并通過簡單算例以及與現(xiàn)場監(jiān)測值比較驗證模型可靠性，對豎井從支撐錨桿軸向剛度、地下連續(xù)墻抗彎剛度、土體擾動程度等因素，對頂管隧道從地下通道管壁剛度、施工荷載、土體擾動程度等因素，分析對施工環(huán)境效應(yīng)影響的規(guī)律性。