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中南大学学报(自然科学版)

Journal of Central South University

第47卷    第9期    总第265期    2016年9月

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文章编号:1672-7207(2016)09-3131-09
浅埋透水地层泥水盾构开挖面极限支护压力研究
曹成勇1,施成华1, 2,雷明锋1, 3,彭立敏1, 2

(1. 中南大学 土木工程学院,湖南 长沙,410075;
2. 高速铁路建造技术国家工程实验室,湖南 长沙,410075;
3. 中国建筑第五工程局有限公司,湖南 长沙,410004
)

摘 要: 针对浅埋透水地层的泥水平衡盾构施工的隧道,建立考虑水的渗透作用下泥水盾构开挖面极限支护压力的理论分析模型。同时,基于极限分析理论,推导相应的计算公式,并结合工程实例,通过数值模拟计算分析,验证理论分析的合理性,进而讨论隧道埋深、隧道直径、土体黏聚力、内摩擦角和水深等参数对盾构开挖面极限支护压力的影响。研究结果表明:浅埋透水地层盾构隧道开挖面极限支护压力随着隧道埋深、隧道直径以及水深增大而增大;随着土体黏聚力和内摩擦角增大反而减小。

 

关键词: 浅埋隧道;透水地层;泥水盾构;开挖面;极限支护压力

Limit support pressure for excavation face of shallow slurry shield-driven tunnel in water permeable strata
CAO Chengyong1, SHI Chenghua1, 2, LEI Mingfeng1, 3, PENG Limin1, 2

1. School of Civil Engineering, Central South University, Changsha 410075, China;
2. National Engineering Laboratory of High Speed Railway Construction, Changsha 410075 China;
3. China Construction Fifth Engineering Division Co. Ltd, Changsha 410004, China

Abstract:Aiming at shallow slurry shield-driven tunnel in water permeable strata, the theoretical analysis model was established on the limit support pressure for excavation face of shield-driven tunnel considering seepage, and the corresponding calculation formula was derived based on the limit analysis theory. Combined with engineering example, the rationality of the theoretical analysis was verified through the numerical simulation. Then, the influence of tunnel depth, tunnel diameter, cohesion, internal friction angle of soil, water depth and other parameters on limit support pressure for excavation face of shield-driven tunnel was discussed. The results show that the limit support pressure increases with the increase of the tunnel depth, tunnel diameter and water level. The larger cohesion and internal friction angle of soil are, the smaller the limit support level will be.

 

Key words: shallow tunnel; water permeable strata; slurry shield; excavation face; limit support pressure

中南大学学报(自然科学版)
  ISSN 1672-7207
CN 43-1426/N
ZDXZAC
中南大学学报(英文版)
  ISSN 2095-2899
CN 43-1516/TB
JCSTFT
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