文档介绍：泥浆渗透对盾构开挖面稳定性的影响研究李昀,张子新引言泥水平衡盾构工法以其施工质量好、效率高、技术先进、安全可靠等优点,近年来已经得到了广泛的使用,特别足存在大量含水砂砾层,地质条件复杂,无凝聚力、极不稳定土层和覆土浅的工程,以及超大直径盾构和对地面变形要求特别高的地区施工的工程中,更能体现它独有的优越性。但是在这样复杂艰难的地质条件下施工,风险之大也给泥水平衡盾构工法提出了更高的要求。如在高水压、砂砾地层或者不稳定地层中泥水平衡盾构工法开挖面的稳定性问题,近年来得到了工程界较为广泛的关注。在开挖面稳定性研究理论方面,主要有极限平衡法、上下限法和有限元分析方法。但现阶段工程中,对泥水盾构开挖面稳定性的估算不管是采用上下限解、极限平衡法,或者有限元分析方法,都采用的足薄膜模型,泥浆压力以面力的形式作用于开挖面。但是在实际工程中,特别是在砂砾地层中,泥第卷增刊年月岩力学摘要·泥水平衡盾构开挖时,泥浆与开挖面上的土体会形成一层不透水的泥膜,以便泥浆压力有效地作用在开挖面上。但由于刀盘的不断切削,泥膜并不能完全地阻止泥浆对前方土体的渗透,特别是在渗透性较大的砂性土体,或在特殊地质条件下出现泥浆与土体性质不匹配的时候。这种渗透将会减小泥浆对歼挖面的支撑作用,过剩泥浆压力将以渗透力的形式作用于开挖面土体。为了定量考虑渗透对开挖面稳定性的削弱,提出了针对泥水平衡盾构开挖面稳定性的泥浆渗透模型。结合极限平衡法的村山公式,考虑泥水的渗透区域与滑动面之间的几何关系对泥水压力进行折减,得到了泥浆渗透模型的开挖面稳定性安全系数,并采用此渗透模型探讨了泥浆渗透对开挖面稳定性的影响。通过与工程算例对比分析表明,实际工程中所需的泥浆压力明显大于“薄膜模型”的计算结果。因此,采用渗透模型进行开挖面稳定性分析是合理、有效的。关键词:泥水平衡盾构;渗透模型;开挖面稳定性;泥水渗透;安全系数中圈分类号文献标识码土文章编号增—“,上海;么笱聊竟こ萄г旱叵陆ㄖ牍こ滔担虾—·琓心琓;收稿期:基金项目:上海市科委重大资助项目作者简介:李昀,女,年生,博上研究生,主要从事隧道及地下结构研究。甿篻...瓺,:琾,..篢.—.簊;篺籹,,’
殳泠式中のD嗨沽Σ淖枇α兀弧胛?M面前方滑动土体自重产生的力矩;拖为松动土压产迳焦交驹砑捌洳蛔嘟改P作为滑动力有开挖面前方的滑动土块重量坼和它坼。允菹咧行浆将会渗透到地层中一定距离,这时采用薄膜模型并不合理。泥浆向开挖面渗透将会减小泥浆压力的有效性,从而影响开挖面的稳定性。和在年提出了考虑泥浆渗透的楔形体渗透模型⑻岢鲈谏靶酝林芯蚪倍芄顾杼峁的支护力可以采用薄膜模型进行计算;而在盾构停止开挖的静止状态,泥浆渗透将会大大影响开挖面的稳定性。另外,由于实际地质条件的复杂性,在盾构推进中如果遇到特殊地质情况,如透镜体或局部砂层时,由于没有及时调整泥浆参数而不能形成高质量的泥膜,泥浆渗透将不可避免,此时应该采用渗透模型来分析这种开挖面的稳定情况。本文将结合极限平衡法中的村山公式,分析泥浆渗透模型中开挖面的稳定机理,以及泥浆渗透对开挖面稳定性安全系数的影响,以期在遇到复杂地质条件的情况下,能够更准确地判断开挖面的稳定性,并给出合理的泥浆压力设定值。年村山氏等学者根据二维试验及施工时的塌方状况提出了二维法村山公式【。其基本原理如图尽8媚P涂悸强M诿