水平分层土质条件下浅埋隧道掌子面支护稳定性研究

王金麒; 李林安; 陈茜; 王志勇; 刘习军

doi:10.13409/j.cnki.jdpme.2016.02.005

您当前的位置：

首页 >

文章列表页 >

水平分层土质条件下浅埋隧道掌子面支护稳定性研究

论文 | 更新时间：2025-12-11

- 水平分层土质条件下浅埋隧道掌子面支护稳定性研究
- Supporting Security Research of Shallow Tunnel Face in Horizontal Layered Soil Conditions
- 防灾减灾工程学报 2016年36卷第2期页码：196-204
- 作者机构：
- 作者简介：
- 基金信息：
- DOI：10.13409/j.cnki.jdpme.2016.02.005
  中图分类号： 455.7
- 纸质出版：2016
- 稿件说明：
移动端阅览
[1]王金麒,李林安,陈茜,王志勇,刘习军.水平分层土质条件下浅埋隧道掌子面支护稳定性研究[J].防灾减灾工程学报,2016,36(02):196-204.

王金麒, 李林安, 陈茜, et al. Supporting Security Research of Shallow Tunnel Face in Horizontal Layered Soil Conditions[J]. 2016, 36(2): 196-204.
[1]王金麒,李林安,陈茜,王志勇,刘习军.水平分层土质条件下浅埋隧道掌子面支护稳定性研究[J].防灾减灾工程学报,2016,36(02):196-204. DOI： 10.13409/j.cnki.jdpme.2016.02.005.

王金麒, 李林安, 陈茜, et al. Supporting Security Research of Shallow Tunnel Face in Horizontal Layered Soil Conditions[J]. 2016, 36(2): 196-204. DOI： 10.13409/j.cnki.jdpme.2016.02.005.

摘要

浅埋隧道由于具有埋深浅、开挖面大的特点

在开挖过程中遇到的土质分层情况往往比较复杂。隧道掌子面的稳定性会对隧道施工的安全产生重要影响。保证掌子面稳定性的关键在于如何确定合适的极限支护压力。因此对水平分层土质条件下掌子面的极限支护压力进行研究。首先

根据村山公式的对数螺旋线假设

建立了具有共同旋转中心的分层超前核心土旋转破坏模式。其次

依据覆盖层楔形破坏模式和前人模型试验结果

简化隧道覆盖层土体对掌子面的影响模型;同时

根据极限分析理论计算了土体的外部荷载功率和内能耗散功率。然后

建立引入支护压力的极限方程

推导出了保证浅埋隧道掌子面稳定的极限支护压力的计算公式。最后

为验证理论计算的准确性

将理论分析结果和Flac3D数值模拟结果进行了对比分析。以上理论为研究水平分层土质条件下浅埋隧道掌子面的支护稳定性提供了一定的理论指导。

Abstract

Because shallow tunnels have large excavated face and shallow depth

the soil layer is very complicated in the excavation process.The stability of tunnel face has an important impact on the safety of tunnel construction.The key of tunnel face stability is how to determine the appropriate limit support pressure.Therefore

we researched the limit support pressure of shallow tunnel face in horizontal layered soil conditions.Firstly

according to the assumption of logarithmic spiral arcs in Murayama formula

we established the limit rotation destruction mechanism

which has the common center of rotation in nonhomogeneous advanced core soil.Secondly

we simplified the mechanism of the influence of covering soil layers on the tunnel face based on the wedge failure mode and model test results.At the same time

we calculated the external load power and the internal energy dissipation in limit analysis theory.Thirdly

we set up the equilibrium equation

including support pressure

and derived the minimum support pressure formula for tunnel face.Finally

in order to verify the accuracy of the calculation formula

the theoretical analysis results were compared with numerical simulation results of Flac3 D.The above research provides some theoretical guidance for the supporting security of shallow tunnel face in horizontal layered soil conditions.

关键词

Keywords

references

三维盾构隧道开挖面极限支护压力的上限解 [J]. 王志良,申林方,谢建斌. 防灾减灾工程学报 . 2015(03)

盾构隧道开挖面支护力上限分析 [J]. 许敬叔,潘秋景. 铁道科学与工程学报 . 2014(04)

基于上限定理的软土隧道开挖面稳定性分析 [J]. 黄茂松,宋春霞,王浩然. 防灾减灾工程学报 . 2014(03)

盾构隧道开挖面稳定极限理论研究 [J]. 吕玺琳,王浩然,黄茂松. 岩土工程学报 . 2011(01)

考虑渗流的多层土盾构隧道开挖面稳定性分析 [J]. 乔金丽,张义同,高健. 岩土力学 . 2010(05)

浅埋隧道工作面破坏模式与支护反力研究 [J]. 杨峰,阳军生,赵炼恒. 岩土工程学报 . 2010(02)

岩土材料在非关联流动法则下剪胀角选取探讨 [J]. 孔位学,芮勇勤,董宝弟. 岩土力学 . 2009(11)

一般应力状态下泥浆渗入对泥水盾构开挖面土体剪切强度影响分析 [J]. 胡欣雨,张子新. 岩石力学与工程学报 . 2009(05)

非均质土坡稳定性分析评价的刚体单元上限法 [J]. 王根龙,伍法权,张军慧. 岩石力学与工程学报 . 2008(S2)

双地层盾构隧道开挖面稳定性研究 [D]. 唐丽芝. 湖南大学 2014

浅埋隧道掌子面支护反力上限计算方法的研究 [D]. 蒋民. 中南大学 2014

上软下硬地层中盾构隧道开挖面支护压力研究 [D]. 陈强. 华中科技大学 2010

隧道工程[M]. 人民交通出版社 , 王毅才主编, 2006

Upper bound analysis of tunnel face stability in layered soils [J] . Xiao-Wu Tang,Wei Liu,Bettina Albers,Stavros Savidis. Acta Geotechnica . 2014 (4)

Continuous velocity fields for collapse and blowout of a pressurized tunnel face in purely cohesive soil [J] . Guilhem Mollon,Daniel Dias,Abdul‐Hamid Soubra. Int. J. Numer. Anal. Meth. Geomech. . 2013 (13)

Undrained stability of a square tunnel where the shear strength increases linearly with depth [J] . Daniel W. Wilson,Andrew J. Abbo,Scott W. Sloan,Andrei V. Lyamin. Computers and Geotechnics . 2012

Experimental investigation of the face stability of shallow tunnels in sand [J] . Ansgar Kirsch. Acta Geotechnica . 2010 (1)

Stability determination for layered soil slopes using the upper bound limit analysis [J] . Jyant Kumar,Pijush Samui. Geotechnical and Geological Engineering . 2006 (6)

浏览量

207

下载量

CSCD

文章被引用时，请邮件提醒。

提交

工具集

关联资源

暂无数据