基于极限平衡理论的超大直径顶管渗流开挖面稳定性研究

摘要：

为解决地下水渗流引起的顶管隧道开挖面失稳破坏问题,基于极限平衡理论,推导得到地下水复合地层极限支护压力解析解.依托中交二公局超大直径钢顶管工程,建立隧道开挖面渗流场模型,分析了开挖面非线性变形规律和岩体强度特性,揭示了开挖面失稳破坏机制.研究结果表明:无水模式下,地表沉降最大值与围岩深度呈线性函数关系,有地下水的情况下,两者关系可用抛物线描述,且随着地下水位的增高,地表沉降位移梯度增加;开挖面剪切应力扰动范围为1.5D,在渗流力作用下,应力曲线簇分布宽度更窄,应力振荡现象更明显.随着地下水位的增高,滑动面破裂角向水平方向扩展,土拱区高度增加,形成整体失稳滑移面;成拱系数在拱顶路径达到最大值1.92,边墙路径和45°路径成拱系数均小于0.5.

关键词：超大直径顶管、极限平衡理论、改进楔形体模型、地下水渗流、稳定性

所属期刊栏目：35

分类号：U175(管道运输)

资助基金：国家自然科学基金;中交第二公路工程局有限公司重点科技研发项目;河南省科技厅产学研合作项目

在线出版日期：2023-07-27（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