大斷面矩形頂管隧道施工力學(xué)效應(yīng)的研究.pdf

1、近年以來，國內(nèi)的地下頂管施工技術(shù)已有很大的發(fā)展。該技術(shù)對地層的適用性、微干擾破壞、施工安全和質(zhì)量可靠性及經(jīng)濟(jì)效應(yīng)等方面，具有很大的優(yōu)越性。但施工開挖不可避免的會改變地層的初始地應(yīng)力場，從而引起地層的擾動變形，其擾動范圍及程度與兩方面的因素有關(guān)：一方面與地層本身土性參數(shù)有關(guān)，另一方面與施工工藝有關(guān)。
　　本文首先對頂管施工工藝進(jìn)行了研究，確定了該工法的數(shù)值模擬方法，通過數(shù)值分析的手段對地層土性敏感性及施工關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行研究。結(jié)合鄭州市

2、頂管公路隧道工程的現(xiàn)場試驗(yàn)和沉降變形監(jiān)測資料，首先對地層參數(shù)進(jìn)行反演分析，得到最能反映該地層壓縮變形特性及抗剪強(qiáng)度特性的土性參數(shù)；進(jìn)而分別討論掌子面貫入阻力、注漿壓力和側(cè)壁摩擦阻力以及三者共同作用下引起的地層損失的影響；最后，選擇合理的地層參數(shù)和施工參數(shù)，確定頂管施工允許覆土厚度。
　　得到的主要結(jié)論有：
　　（1）頂管法施工引起周圍地層變形的內(nèi)在原因是土體的天然平衡狀態(tài)被破壞，從而導(dǎo)致其應(yīng)力狀態(tài)發(fā)生了變化，使得土體經(jīng)歷了擠

3、壓、剪切、扭曲等復(fù)雜的應(yīng)力變化。本文從理論上分析了頂管施工的地層擾動力學(xué)機(jī)理以及在擾動不同階段的力學(xué)效應(yīng)。
　　（2）通過室內(nèi)泥皮套試驗(yàn)?zāi)M頂管與土體之間的摩擦作用，確定了泥皮套在形態(tài)完整狀態(tài)下的摩擦系數(shù)為0.01。
　　（3）通過對頂管施工引起的地表沉降量、地表最大傾斜率及圍巖塑性區(qū)域分析，探討了地層參數(shù)對施工擾動的敏感性。
　　（4）采用FLAC-3D有限差分法數(shù)值軟件，分析了正面推力、注漿壓力以及泥皮套摩阻力作用