多层土中盾构隧道开挖面主动破坏极限支护力

作     者：黄应州 

作者机构：厦深铁路广东有限公司 

出 版 物：《土木与环境工程学报(中英文)》 (Journal of Civil and Environmental Engineering)

年 卷 期：2024年

学科分类：08[工学] 0814[工学-土木工程] 

基　　金：国家自然科学基金（52108300） 

主　　题：盾构隧道 主动破坏极限支护力 土拱效应 成层土 渗流 

摘      要：合理设计开挖面主动破坏极限支护力是维持盾构隧道稳定性的关键之一，目前大部分主动破坏极限支护力计算方法并不完全适用于复杂盾构隧道工程设计。基于楔形体计算模型，考虑土拱效应影响下的侧压力系数，引入盾构隧道开挖倾角和渗流作用等参数，建立适用于多层土中的开挖面主动破坏极限支护力计算模型和解析解；结合实际工程案例，对影响主动破坏极限支护力的土体和设计参数进行分析。结果表明，主动破坏极限支护力随施工深度、地下水水位高度、土体重度和开挖倾角的增大而显著增大，随内摩擦角和黏聚力的增加而非线性减小；采用考虑土拱效应影响的侧压力系数有利于减小主动破坏极限支护力设计值；考虑渗流作用后的主动破坏极限支护力显著增加；土层的参数变化对主动破坏极限支护力影响显著。