盾构施工开挖面稳定分析研究.pdfVIP

第 29卷 　第 3期 西 安 科 技 大 学 学 报 Vo l. 29　No3 2009年 5月 JOURNAL OF X IA′N UN IVER SITY OF SC IENCE AND TECHNOLOGY M ay2009 　　文章编号 : 1672 - 93 15 (2009) 03 - 0333 - 06 　盾构施工开挖面稳定分析研究 1 2 1 郅 　彬 ,韩晓雷 ,杨更社 ( 1. 西安科技大学 建筑与土木工程学院 ,陕西 西安 7 10054; 2. 西安建筑科技大学 土木工程学院 ,陕西 西安 710055) 摘 　要 : 以西安地铁盾构施工为背景 ,研究了盾构施工时开挖面的稳定性 ,借鉴粘性土坡稳定分 析方法中的费连纽斯条分法的基本原理 ,推导出了三维情况下无限条分法计算开挖面稳定性的 解析公式 ,并通过算例 ,引用生物遗传进化法的思想 ,有哪些信誉好的足球投注网站出了最危险滑裂面 ,确定了保证开挖面 稳定的盾构施工最小支护力 。 关键词 : 盾构施工 ; 开挖面稳定 ; 无限条分法 中图分类号 : TU 444 , U 459. 3　　　文献标志码 : A 0　引　言 随着西部建设的全面开展 ,在西安修建城市地铁工程 ,越来越受到人们的关注 。西安是举世闻名的 历史文化名城 ,古建筑 、遗址分布众多 ,采用对地表变形影响较小的盾构开挖方式 ,可以更好的保护古建 筑 、古遗存 。在进行盾构开挖时 ,开挖面失稳是盾构开挖引起地表变形的主要影响因素之一 。根据现有 文献 ,开挖面稳定性研究多集中在基于平面滑动的楔形体模型上 ,与实际有一定出入 。借鉴土坡稳定分 析方法中的费连纽斯条分法的基本原理 ,推导出了三维情况下无限条分法计算开挖面稳定的基本公式 , 并通过引入模拟生物遗传进化的思想 ,有哪些信誉好的足球投注网站确定出了最危险滑动面 。该成果对于完善盾构开挖面稳定性 研究 ,确定盾构最小支护力具有参考价值 。 1　盾构开挖面破坏形式 对于盾构施工时的开挖 ,土体相当于水平卸载 ,开挖面前方土体将 会形成一个三维松动区域 ,在开挖面上覆土压力作用下 ,开挖面会向内 发生松动而失稳 ,形成一个滑动面 。对于开挖面破坏形式研究 ,理论上 说最可靠的方法是现场试验研究 ,但由于现场盾构隧道施工中未知因 图 1　不同土体开挖面破坏形式 素众多 ,影响开挖面稳定参数众多 ,现场测试中得到的许多数据难以解 F ig1　The failure form s of excavated 释 ;而且由于现场地质及掘进参数的多变 ,很难将不同现场的试验数据 section for differen t so il 进行对比相关研究 ,况且实际工程中开挖面失稳破坏不允许出现 。由 ( ) ( ) a 粘土 　 b 砂土 于上述原因 ,开挖面破坏形式的试验研究多集中于模型试验 。 M air[ 1 ] 结合自己早年模拟粘土地层盾构掘进中隧道开挖面稳定相关离心试验研究结果 ,总结前人的 ( ) 工作 ,得出砂土和粘性土地层中隧道开挖面破坏形式表现不同 如图 1 ,砂土地层中开挖面破坏形状表现 为烟囱状 ,而在粘性土层中 , 由于土体颗粒间粘聚力的存在 ,破坏面的表现为下部较缓上部区域较大的盆 状 , 同时指出 ,满足开挖面稳定的最小支护压力当埋深一定时就影响不大 。 因此 ,在