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基于不完全土拱效应盾构隧道土压力计算方法
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作者 王道远 马涛 +5 位作者 张高翔 贺少辉 惠云杰 马济文 宋宝禄 袁金秀 《铁道工程学报》 北大核心 2025年第2期57-62,共6页
研究目的:盾构隧道在黏土地层和砂土地层掘进时开挖面及隧顶具有完全不同的破坏模式,基于非垂直滑裂面假定,考虑不完全土拱效应、主应力偏转等因素,推导了黏土地层圆形盾构隧道垂直土压力和竖向支护土压力计算公式。通过算例验证了计算... 研究目的:盾构隧道在黏土地层和砂土地层掘进时开挖面及隧顶具有完全不同的破坏模式,基于非垂直滑裂面假定,考虑不完全土拱效应、主应力偏转等因素,推导了黏土地层圆形盾构隧道垂直土压力和竖向支护土压力计算公式。通过算例验证了计算方法的合理性,并对参数进行了敏感性分析。研究结论:(1)当埋深较小时,隧顶垂直土压力曲线呈现线性变化特征;(2)当埋深较大时,土拱效应导致土压力曲线呈现非线性变化特征,即先增大后减小的分布规律;(3)隧顶垂直土压力随内摩擦角的增大而增大,随主应力偏转角度、滑裂面角度、黏聚力的增大而减小;(4)各参数敏感性关系为:黏聚力>主应力偏转角度>滑裂面角度>内摩擦角;(5)本研究成果可为完善盾构隧道设计计算理论体系提供借鉴和参考。 展开更多
关键词 盾构 松动土压力 不完全土拱效应 主应力偏转 计算方法
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考虑不完全土拱效应的浅层地基竖向应力计算 被引量:15
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作者 赖丰文 陈福全 万梁龙 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第7期2546-2554,共9页
浅层岩溶土洞塌陷和浅埋隧道施工等时常会引发浅层地基出现局部沉陷,导致地基可能承受不完全土拱效应作用。如何定量分析不完全土拱效应对浅层地基竖向应力的影响尤为重要。统计了国内外浅层活动门试验,将浅层地基滑移面概化为塔形,同... 浅层岩溶土洞塌陷和浅埋隧道施工等时常会引发浅层地基出现局部沉陷,导致地基可能承受不完全土拱效应作用。如何定量分析不完全土拱效应对浅层地基竖向应力的影响尤为重要。统计了国内外浅层活动门试验,将浅层地基滑移面概化为塔形,同时考虑了浅层地基不同深度处土层差异沉降及主应力偏转过程。通过建立主应力偏转角与活动门相对位移之间的数量关系,量化了浅层地基不同深度对应的不完全土拱效应发挥程度,优化了考虑不完全土拱效应的浅层地基竖向应力计算方法。分析了主要参数对不完全土拱效应的影响,结果表明,随着浅层活动门高宽比及相对位移的增大,应力转移量增加,土体有效内摩擦角及滑移面倾角则相反。可为局部沉降作用下的浅层地基竖向应力计算提供理论指导。 展开更多
关键词 浅层地基 不完全土拱效应 塔形滑移面 主应力偏转 差异沉降
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盾构隧道施工松动土压力计算方法研究 被引量:54
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作者 黎春林 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第9期1714-1720,共7页
在盾构隧道施工中,因管片支护和注浆填充,隧道拱顶土体位移受限制,土拱效应不完全发挥,土体剪应力小于其抗剪强度,使得Terzaghi松动土压力理论不适用于盾构隧道。针对这一情况,在Handy理论基础上推导了土的侧压力系数计算公式,得出侧压... 在盾构隧道施工中,因管片支护和注浆填充,隧道拱顶土体位移受限制,土拱效应不完全发挥,土体剪应力小于其抗剪强度,使得Terzaghi松动土压力理论不适用于盾构隧道。针对这一情况,在Handy理论基础上推导了土的侧压力系数计算公式,得出侧压力系数的变化规律,其值与主应力旋转角度相关,其大小在主动土压力系数和被动土压力系数之间变化;并认为土拱效应的发挥和隧道拱顶位移相关,据此,在Terzaghi松动土压力理论基础上推导了一种可以考虑地层损失和管片刚度的松动土压力计算公式;并通过对土拱高度的讨论,提出一种简化的隧道施工扰动范围判断方法。 展开更多
关键词 盾构隧道 不完全土拱效应 松动土压力 施工扰动
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落水洞上覆路堤土工加筋设计新方法 被引量:15
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作者 王非 缪林昌 《东南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第6期1217-1221,共5页
为了改变由于土工织物的存在抑制了落水洞上覆路堤土不均匀变形,使得路堤中的土拱效应和剪应力不能完全发展的问题,提出了基于不完全发展的土拱效应的设计方法.首先根据Handy的土拱为最小主应力拱的假设,利用摩尔圆推导出了在土工织物... 为了改变由于土工织物的存在抑制了落水洞上覆路堤土不均匀变形,使得路堤中的土拱效应和剪应力不能完全发展的问题,提出了基于不完全发展的土拱效应的设计方法.首先根据Handy的土拱为最小主应力拱的假设,利用摩尔圆推导出了在土工织物不同挠曲变形时土中剪应力的计算方法.然后将其与土拱效应的计算理论相结合提出了不完全发展的土拱效应计算公式.最后考虑不同的填土高度,以不完全发展的土拱效应计算理论为基础得到土拱高度确定方法.利用数值分析和本文方法以及现有的设计方法分别计算同一算例,结果表明,所提出的方法与数值分析计算结果更为接近.这证明在用土工织物加固落水洞上覆路堤时考虑土中剪应力的不完全发展更符合工程的实际情况. 展开更多
关键词 土工织物 落水洞 不完全发展的剪应力 不完全发展的土拱效应 土拱高度
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考虑塔形滑移面的浅埋隧道松动土压力研究 被引量:5
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作者 朱孟龙 张庆文 +3 位作者 徐国林 蒋锐 刘欢 饶军应 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第5期2197-2206,I0025,I0026,共12页
以不完全拱效应为基础,对浅埋隧道松动土压力展开研究。与Terzaghi土拱效应理论的垂直滑移面不同,本文综合考虑国内外对滑移面形式的研究,采用塔形滑移面计算模型,同时考虑主应力旋转角的分布特征,给出松动区内大主应力与水平面夹角分... 以不完全拱效应为基础,对浅埋隧道松动土压力展开研究。与Terzaghi土拱效应理论的垂直滑移面不同,本文综合考虑国内外对滑移面形式的研究,采用塔形滑移面计算模型,同时考虑主应力旋转角的分布特征,给出松动区内大主应力与水平面夹角分布公式,改进了浅埋隧道松动土压力的计算方法;将塔形滑移面间松动土体侧向土压力系数定义为滑移面上法向应力与平均竖向应力之比,并给出计算表达式;建立出主应力转角与隧道顶部位移的数量关系,进而得到不同拱顶沉降允许值下的平均竖向应力计算方法。将本文松动土压力计算公式同国内外学者提出的计算方法对比,结果相吻合,验证了本文公式的合理性。对公式中主要影响参数(侧向土压力系数、隧道宽高比、相对变形量、滑移面倾角)进行了分析,结果表明:竖向应力?v随着深度z的增加而增加,土拱效应的发挥程度也随着深度z的增加而增大,但其增速逐渐放缓,当达到某一深度(土拱效应完全发挥)后,随着深度z的增加?v趋向于定值;侧向土压力系数K随着土体内摩擦角φ及滑移面倾角α的增大而减小;在一定范围内,随着隧道宽高比B0/h的增大以及相对变形量λ的减小,其表面的竖向应力随之增大。因此,适当的增大浅埋隧道顶部相对变形量、减小隧道宽高比,其所承受的竖向应力随之减小。 展开更多
关键词 土拱效应 浅埋隧道 松动土压力 塔形滑移面 不完全土拱效应
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