黄土盾构隧道地层特性演变规律及围岩压力计算

摘要：

确定合理的围岩压力对隧道结构的设计及后续运营安全意义重大.受到黄土地层特殊结构性的影响,在隧道施工和浸水等扰动下,结构所承受的围岩压力将发生变化,这种变化使用常规的围岩压力计算方法难以考虑.首先,考虑盾构隧道开挖与支护的边界条件,通过复变函数理论建立了隧道围岩应力应变的理论计算方法;其后,将黄土结构性参数引入邓肯-张模型,构建了力场和浸水等作用下围岩切线模量的求解方法,实现了黄土结构性参数本构的描述;最后,结合黄土结构性本构及深埋隧道开挖支护的围岩复变函数理论解析,考虑隧道施工以及地层增湿等的扰动,构建了深埋黄土盾构隧道围岩压力的求解方法.研究发现:受到开挖及支护效应的影响,拱顶和拱底的结构性参数小于边墙部位;随含水率增加,地层的结构性显著降低,含水率25％下的结构性参数仅为5％含水率的11％;随含水率的增大,围岩切线模量逐渐降低,含水率5％～25％的降幅约为60％;随着含水率的增大,围岩压力增大,衬砌不同角度处的围岩压力增幅较为接近,含水率5％～25％的增幅在17％～19％之间.研究成果可为深埋黄土盾构隧道的围岩压力计算提供新思路.

关键词：盾构隧道、围岩压力、理论解析、结构性参数

所属期刊栏目：19

分类号：TU45(土力学、地基基础工程)

资助基金：国家自然科学基金;中国博士后科学基金资助项目

在线出版日期：2023-02-10（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共11页

页码：3715-3725