盾构俯仰角变化对盾构-土相互作用影响研究

作     者：沈翔 袁大军 SHEN Xiang;YUAN Da-jun

作者机构：北京交通大学城市地下工程教育部重点实验室北京100044 北京交通大学隧道与地下工程教育部工程研究中心北京100044 北京交通大学土木建筑工程学院北京100044 

出 版 物：《岩土力学》 (Rock and Soil Mechanics)

年 卷 期：2020年第41卷第4期

页      面：1366-1376页

核心收录：

学科分类：081401[工学-岩土工程] 08[工学] 0814[工学-土木工程] 

基　　金：中央高校基本科研业务费专项资金(No.2017YJS151) 国家重点基础研究发展计划(973计划)(No.2015CB057802) 

主　　题：盾构 俯仰角 盾构姿态 相互作用 

摘      要：盾构姿态改变过程中盾构-土相互作用是复杂的多相耦合问题。针对盾构俯仰角这一关键姿态参数,基于地基反力曲线,通过等效土体弹簧简化了盾构-土相互作用关系,从而建立了盾构-土相互作用模型。通过改进的Terzaghi松动土压力计算方法,解决了盾构-土相互作用初始边界问题。基于以上研究成果,得到了盾构俯仰角理论计算方法,并对垂直基床系数以及上软下硬地层等因素对盾构-土相互作用的影响进行了分析和讨论。结果表明:上软下硬地层不利于盾构姿态的控制,对于盾构姿态控制的要求更高。最后,结合济南地铁R2线盾构隧道工程对俯仰角的实测数据进行了对比分析,结果表明,由于千斤顶施加的偏转弯矩无法完全作用于盾构,导致实测值普遍略小于理论值。盾构俯仰角的理论计算方法可为盾构姿态控制提供理论指导。