济南济泺路穿黄隧道典型粉质黏土HSS模型参数获取及适用性

作     者：杨州 孙文昊 张亮亮 李亚楠 傅金阳 孙前辉 YANG Zhou;SUN Wen-hao;ZHANG Liang-liang;LI Ya-nan;FU Jin-yang;SUN Qian-hui

作者机构：中南大学土木工程学院长沙410075 中铁第四勘察设计院集团有限公司武汉430063 黄河勘测规划设计研究院有限公司郑州450003 

出 版 物：《科学技术与工程》 (Science Technology and Engineering)

年 卷 期：2024年第24卷第17期

页      面：7260-7268页

学科分类：08[工学] 0813[工学-建筑学] 081301[工学-建筑历史与理论] 

基　　金：国家自然科学基金(52078496 52378423) 

主　　题：粉质黏土 HSS模型 室内试验 适用性 

摘      要：盾构施工过程中土体大部分区域处于小应变状态,与常用的本构模型的土体性质有所不同。因此,为研究济南济泺路穿黄隧道区域内典型粉质黏土的的静动力行为特性及工程适用性,通过室内基础土工试验、侧限固结试验、标准三轴固结试验以及动三轴试验,确定了粉质黏土基本物理性质参数以及切线刚度E_(oed)^(ref)、割线模量E_(50)^(ref)、卸载/重加载参考刚度E_(ur)^(ref),并将所得参数应用于济南济泺路穿黄隧道工程下穿北岸大堤沉降分析中,同时通过对比应用硬化土小应变硬化(hardening soil model with small strain stiffness,HSS)本构模型、摩尔库伦(M-C)本构模型的模拟结果与现场实测结果,验证了HSS本构模型在该地区变形分析中的准确性。结果表明:围压一定时,该地区粉质黏土试样竖向应变以塑性应变为主,且随动应力的增加,土体达到稳定所需时间越长;循环荷载一定时,增大土体围压可提高土体的稳定性;基于室内试验获取的HSS本构模型参数模拟的济南济泺路穿黄隧道下穿大堤工程地层变形结果与现场实测值吻合良好,验证了基于所提出的室内试验获取岩土小应变相关参数方法的适用性。研究成果可以丰富济南黄河地区粉质黏土地层参数研究,并为该地区岩土工程数值模拟分析的本构模型与地层参数选取提供参考。