北京砂卵石地層大直徑泥水加壓平衡盾構適應性研究.pdf

1、針對北京砂卵石地層大直徑泥水加壓平衡盾構適應性這一重要課題，采用顆粒離散元模擬、理論分析、室內試驗及現場實測相結合的研究方法，對砂卵石地層中的盾構選型、盾構開挖面失穩(wěn)破壞特征及影響因素、泥漿特性及其作用、盾構施工對周邊環(huán)境的影響和盾構刀盤刀具的適應性等關鍵問題進行了系統研究，取得的主要成果如下:
　　(1)采用PFC2D雙軸數值試驗及室內土工三軸試驗得到了顆粒流細觀參數與砂卵石土體宏觀參數c、ψ的關系，進而通過顆粒離散元模擬分析，

2、揭示了盾構隧道開挖面及地層土體滑移和破壞的漸進性變化特征，描述了土顆粒的位移場演化規(guī)律，給出了土顆粒摩擦系數與地層變形之間的動態(tài)關系，在此基礎上，系統闡述了泥水加壓平衡盾構開挖面穩(wěn)定性的基本原理。
　　(2)在開挖面上形成良好的泥膜，對于維持開挖面穩(wěn)定具有重要的作用，其中，泥膜厚度與強度對開挖面穩(wěn)定影響最大，一定厚度和強度的泥膜是保證開挖面穩(wěn)定的重要條件?；谀酀{作用原理，通過大量的泥漿試驗，提出了適于北京砂卵石地層大直徑泥水盾構

3、的泥漿相對密度、粘度等特性參數;從滲透距離、極限滲流量、孔隙水壓力以及泥膜抗?jié)B性4個方面對3種類型泥漿的作用效果進行了分析評價，并對其適應性進行了分析。
　　(3)現場實測數據表明，科學的刀盤刀具配置、合適的泥漿特性參數及合理的掘進參數條件下，泥水盾構對北京砂卵石地層具有良好的適應性，盾構施工引起的地層變形能夠滿足安全和環(huán)境影響控制的要求;基于實測數據和理論分析，建立了盾構掘進參數與地層變形之間的關系，論證了帶壓進倉換刀的安全性及