松散地質條件下盾構隧道施工環(huán)境影響的數值模擬及試驗.pdf

1、盾構法以其智能、快捷、安全的諸多優(yōu)勢,在城市地鐵施工中被廣泛的推廣及應用。但是,由于盾構施工需要控制的因素較多,必然要對周圍土體造成擾動,進而導致地面隆陷、地層水平位移等情況的發(fā)生。為減小盾構施工對施工沿線的管線、建筑物等造成的危害,有必要對施工引起的地面沉降進行研究。其中數值模擬是比較有效的方法之一,但是目前大多數研究所進行數值模擬均是基于土的加載原理來進行設置的,較多的采用摩爾庫倫模型,然而事實上盾構施工過程中土體從受到擾動到支護穩(wěn)

2、定狀態(tài),整個過程為卸荷過程,用加載的方法進行模擬,難以準確反映地面隆陷真實水平。
　　 本文以北京地鐵十五號線在建盾構項目為工程背景,基于卸載土力學的研究方法,對研究區(qū)域內盾構隧道上覆土體進行比重、壓縮、常規(guī)三軸壓縮、三軸卸荷試驗,確定土體的基本物理力學指標及應力應變特征,通過FLAC3D對加、卸荷應力應變曲線進行擬合,確定土體的c(粘聚力)、()(內摩擦角)、E(彈性模量)、κ(彈性膨脹線斜率)、λ(常態(tài)固結線斜率)等材料參數

3、,進而分析兩種應力路徑下材料參數的差異,分析結果表明:在卸載路徑下土體的粘聚力、內摩擦角、規(guī)范化彈性模量水平較加載路徑均有所增大,其中規(guī)范化彈性模量增大幅度最大。根據區(qū)間施工監(jiān)測方案、工程進展情況選取合適的監(jiān)測斷面展開研究,通過FLAC3D模擬地質環(huán)境、盾構施工過程特點進行建模,分別通過M-C、D-P、修正劍橋模型分別采用加、卸載試驗參數對沉降的影響進行模擬,將計算出的結果同施工現場區(qū)間監(jiān)測的實測數據進行對比,模擬結果表明:加載的模擬方