考虑土拱发挥过程的非饱和砂土盾构隧道极限支护力计算方法研究

摘要：

因施工中受注浆及掘进参数影响,地层损失引起的土拱效应逐渐发挥,滑面上剪应力逐渐增大至抗剪强度,同时应考虑表观黏聚力对剪应力的贡献作用,而Terzaghi公式并不能体现这些因素.针对该问题,基于主应力偏转理论,推导了非饱和砂土不同位置的侧压力系数公式,结合表观黏聚力公式和试验数据,得到与基质吸力相关的分段形式的表观黏聚力表达式,进而推导出不同土拱效应发挥程度下的松动土压力及盾构极限支护力的计算公式.算例结果表明同一埋深下,不同饱和度土层中拱顶处松动土压力随土拱效应发挥而逐渐减小且均远小于自重应力.随着含水率的增大松动土压力存在一个阈值;不同土拱效应发挥程度下,埋深越大,不同饱和度地层拱顶处松动土压力趋向不同的定值;盾构极限支护力公式计算结果亦存在同样规律,该结论将为非饱和砂土层盾构施工过程中土仓压力的合理设置提供理论指导,保证施工安全.

关键词：土拱效应、基质吸力、表观黏聚力、抗剪强度、松动土压力、极限支护力

所属期刊栏目：42

分类号：TU43(土力学、地基基础工程)

资助基金：国家自然科学基金面上项目;江苏省住建系统科技项目;河北省交通工程结构力学行为演变与控制重点实验室开放课题项目;江苏建筑职业技术学院科技课题

在线出版日期：2020-05-29（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：873-881