基于盾構地層損失理論的地表沉降分析及控制研究.pdf

1、砂性地層是典型的力學不穩(wěn)定地層，砂粒空隙大，粘結力小，地層反應靈敏，盾構在該地層中掘進極易破壞地層的原始穩(wěn)定狀態(tài)，土體擾動較大，產生較大地層損失。本文采取室內試驗、數值模擬、現場監(jiān)測相結合的方法，研究了地層損失率大小、盾構埋深、地層損失的連續(xù)、地下水位變化對縱向及橫向地表沉降的影響規(guī)律，并結合蘭州地鐵工程實例，提出控制地表沉降的掘進參數優(yōu)化措施，得出的主要成果如下:
　　(1)分析總結了盾構掘進引起地層損失的原因，同時采用離散元P

2、FC從細觀層面分析了砂性地層盾構掘進引發(fā)地層損失在地層中的發(fā)展過程，并采用顆粒流方法分析了砂性地層地層損失率大小、連續(xù)性及隧道埋深因素對地表沉降的影響。
　　(2)采用FLAC3D軟件建立了盾構隧道三維模型，通過改變材參的方法實現盾構掘進的動態(tài)模擬，計算中通過控制間隙參數g的大小來實現不同地層損失的模擬，分析得出了隧道埋深及地層損失率大小對地表沉降的影響。
　　(3)結合自行研制的模型箱開展了幾何相似比為1∶20的室內模型試

3、驗，通過液囊排水模擬地層損失，分別針對干砂和濕砂兩種地層條件，得到了地層損失率大小、盾構埋深、地層損失的連續(xù)、地下水位變化對縱向及橫向地表沉降的影響規(guī)律。
　　(4)依托蘭州地鐵一號線迎門灘～馬灘下穿黃河盾構隧道工程，得出實際施工中盾構各項掘進參數的動態(tài)變化規(guī)律及推力、扭矩與掘進速度、刀盤轉速各參數之間的相互影響;采用FLAC3D數值模擬方法分析了施工過程中支護壓力、注漿壓力等掘進參數與地表沉降的關系，提出了控制地表沉降的盾構掘進