泥水盾构泥膜渗透性及其对开挖面稳定性影响

作     者：陈仁朋 尹鑫晟 李育超 孟凡衍 亓帅 CHEN Ren-peng;YIN Xin-sheng;LI Yu-Chao;MENG Fan-yan;QI Shuai

作者机构：软弱土与环境土工教育部重点实验室(浙江大学)浙江杭州310058 浙江大学岩土工程研究所浙江杭州310058 湖南大学土木工程学院湖南长沙410082 

出 版 物：《岩土工程学报》 (Chinese Journal of Geotechnical Engineering)

年 卷 期：2017年第39卷第11期

页      面：2102-2108页

核心收录：

学科分类：08[工学] 080104[工学-工程力学] 0815[工学-水利工程] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家自然科学基金项目(51225804 U1234204 41472244) 教育部博士点基金项目(20120101110027) 

主　　题：泥水盾构 泥浆渗透 泥膜 渗透力 开挖面稳定性 

摘      要：泥膜是维持泥水盾构开挖面稳定的关键因素。通过渗透柱试验研究了加压泥浆向砂土渗透、并在砂土表面形成泥膜的行为,获得了泥膜渗透性与时间的关系。结果显示泥水盾构在开挖时,由于刀盘不断切削泥膜,开挖面上只能形成微透水的泥膜;当拼装管片时,刀盘停止转动,开挖面上则会形成难透水的泥膜。建立了在开挖面上设置微透水的泥膜的二维数值模型,通过瞬态渗流分析获得土体孔压的最大值。根据地层孔压计算了失稳区域内的渗透力,获得了不同泥浆压力下在泥膜表面和地层中的分配比例。当有效泥浆压力越大,孔压在泥膜和失稳区以外地层的下降幅度就越大,对维持开挖面稳定的贡献越小。基于极限平衡法,提出了泥水盾构开挖面极限泥浆压力的计算方法,结果显示目前工程中采用的方法高估了开挖面极限泥浆压力。