軟土中4m直徑混凝土頂管施工管土受力特性測(cè)試與分析.pdf

1、隨著頂管技術(shù)的不斷發(fā)展，頂管工程正逐步向超大直徑、深覆土、超長(zhǎng)距離頂進(jìn)的方向發(fā)展，新趨勢(shì)條件下頂管施工管土受力特性將不同于中小直徑及淺覆土條件下的頂管工程。已有文獻(xiàn)利用數(shù)值模擬方法對(duì)直徑4m的頂管管道受力特性進(jìn)行了分析，但對(duì)4m直徑頂管管土受力的實(shí)測(cè)研究目前尚未見文獻(xiàn)報(bào)道。
　　本文結(jié)合我國(guó)最大直徑混凝土頂管工程，對(duì)4m直徑頂管施工管道環(huán)向內(nèi)力、管壁接觸壓力、管周水土壓力等進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，并對(duì)實(shí)測(cè)結(jié)果進(jìn)行了系統(tǒng)地分析和研究。本文主要

2、研究?jī)?nèi)容和成果有：
　　（1）采用2D有限元方法對(duì)4m直徑頂管管土受力特性進(jìn)行了分析。分析內(nèi)容包括管道內(nèi)力、管壁接觸壓力、管周水土壓力等隨頂進(jìn)過程的變化發(fā)展規(guī)律，以及注漿壓力參數(shù)對(duì)管壁接觸壓力分布的影響，研究結(jié)果為現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試方案的確定提供了理論指導(dǎo)。
　?。?）基于現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)結(jié)果對(duì)4m直徑頂管管道受力特性進(jìn)行分析。分析表明，管道在施工過程中環(huán)向受力不大，以壓應(yīng)力為主并隨工況呈波動(dòng)變化；管道在注漿、糾偏等復(fù)雜工況下基本處于偏心受壓

3、狀態(tài)；管壁接觸壓力分布較為均勻，受注漿影響管側(cè)接觸壓力大于管頂，管底最大。
　?。?）結(jié)合已有文獻(xiàn)的研究成果，對(duì)管壁接觸壓力分布模式和管道的尺寸效應(yīng)進(jìn)行分析。得出結(jié)論，我國(guó)頂管規(guī)程中管道側(cè)向土壓力采用主動(dòng)土壓力計(jì)算的結(jié)果被低估，管底土反力采用120°范圍內(nèi)的克萊茵理論計(jì)算結(jié)果使反力集中而被高估，均會(huì)造成結(jié)構(gòu)內(nèi)力設(shè)計(jì)值偏大；除了所處土層條件不同以外，管道尺寸的不同是造成大、小直徑頂管受力差異的主要因素。
　?。?）基于現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)

4、，研究了4m直徑頂管頂進(jìn)施工時(shí)管周土體的受力變化規(guī)律。結(jié)果表明，管周水土壓力隨著機(jī)頭接近的變化發(fā)展規(guī)律可以直接反映周圍土體受擾動(dòng)程度；機(jī)頭與管道尺寸的差異會(huì)造成管周水土壓力的劇烈變化；施工對(duì)管周土體受力的影響程度與離管道的距離有關(guān)，離管道軸線2倍直徑距離以外的土體基本不受影響；泥水平衡式頂管施工對(duì)管周土體的擾動(dòng)影響小于土壓平衡式頂管施工。
　　本文對(duì)超大直徑頂管施工管土受力特性做出了新的研判，所采用的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試方案、測(cè)試分析結(jié)果以及