泥水盾构开挖面失稳破坏的颗粒流模拟研究

摘要：

针对北京砂卵石地层大直径泥水盾构隧道开挖面稳定性和地表沉降的问题,采用颗粒流程序PFC2D研究砂卵石地层土体的颗粒流细观参数,从土体颗粒的摩擦系数和接触模量以及泥膜的厚度和黏合强度对开挖面的作用效果进行分析和评价.结果表明:土体的颗粒摩擦系数和接触模量以及泥膜的厚度和黏合强度对开挖面的稳定性有显著影响;土体颗粒的摩擦系数和接触模量越小,开挖面破坏越严重,地层坍塌轮廓越大,地表沉降槽越深;当土体颗粒的摩擦系数增大到2.4、接触模量增大到12×107 N·m-1时,开挖面趋于稳定,地表沉降槽曲线平缓,地表竖向位移较小;泥膜的厚度和黏合强度越小,开挖面挤出变形越显著,越容易引起较大范围的地层变形,从而导致地表塌陷;当泥膜的厚度为20 mm且泥膜黏合强度为1 400 N·m-1时开挖面稳定.

关键词：砂卵石地层、泥水盾构、开挖面稳定、颗粒流细观参数、泥膜、数值模拟、颗粒流程序

所属期刊栏目：38

分类号：U451(隧道工程)

资助基金：中央高校基本科研业务费专项2016JBM042

在线出版日期：2017-07-06（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：55-62