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盾构隧道开挖面失稳对既有管线影响的模型试验研究
1
作者 李鹏飞 马泽帅 +2 位作者 崔小普 贾飞 夏俊偉 《铁道标准设计》 北大核心 2026年第1期122-133,共12页
针对盾构隧道开挖面近距离密贴下穿地下管线时的失稳机制问题,利用模型试验方法,研究在不同管隧竖向净距下,隧道开挖面失稳与既有管线的相互影响规律。试验得到了既有管线应变和压力、地表沉降、地层土压力的变化规律,并通过数值模拟进... 针对盾构隧道开挖面近距离密贴下穿地下管线时的失稳机制问题,利用模型试验方法,研究在不同管隧竖向净距下,隧道开挖面失稳与既有管线的相互影响规律。试验得到了既有管线应变和压力、地表沉降、地层土压力的变化规律,并通过数值模拟进行验证。研究发现,(1)在不同的管隧净距下,雨水管线纵向变形经历3个阶段,其中快速增长阶段应变增长速率为缓慢增长阶段的2~3倍,且随着管隧净距增大,快速增长阶段的增长速率逐渐减小。(2)管线变形和土体流失有关,管隧净距较小时,土体流失主要发生在管线右下侧,管线斜向受压;管隧净距较大时,土体流失主要发生在管线两侧和底部,管线竖直受压。(3)在无管线情况下,地表变形呈现“V”形;有管线且管隧净距较小时,地表变形呈现偏“W”形,在净距增大后逐渐转变为正“W”形。(4)雨水管线对周围土体变形具有一定抑制效果,对正上方土体的效果更为显著,当管隧净距较小时,土体流失主要发生在开挖面前方;管隧净距较大时则同时发生于开挖面前方和后方。(5)试验结果表明,在黏土地层中,管线上部土体流失易产生空洞,会对管线产生较大扰动,实际工程中应采取相应控制措施。 展开更多
关键词 地铁 盾构隧道 开挖面失稳 既有管线 模型试验 管线变形 地表沉降
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复合地层盾构掘进支护压力对掌子面稳定性的影响研究
2
作者 赵志坚 杨剑 +1 位作者 张军 付一明 《施工技术(中英文)》 2026年第1期43-48,共6页
复合地层中盾构掘进风险大,时常诱发掌子面的过大变形或塌方事故。以深圳上软下硬复合地层为例,依托深圳11号线二期某区间,通过精细化数值模拟探究了盾构掘进支护压力对掌子面稳定性的影响规律,分析了上软下硬和全软两种典型地层的差异... 复合地层中盾构掘进风险大,时常诱发掌子面的过大变形或塌方事故。以深圳上软下硬复合地层为例,依托深圳11号线二期某区间,通过精细化数值模拟探究了盾构掘进支护压力对掌子面稳定性的影响规律,分析了上软下硬和全软两种典型地层的差异。首先,基于土体极限主拉应变理论,编制了Python程序,实现了ABAQUS数值模拟结果中掌子面前塑性区形状和体积大小的自动提取,并与理论解对比验证。掌子面前塑性区体积比随支护压力比呈现先减小后增大的趋势,对于全软地层,支护压力比为0.62~1.42时,掌子面前较为稳定。而对于上软下硬地层,支护压力比为0.64~1.76时,掌子面前较为稳定。 展开更多
关键词 隧道 盾构 复合地层 掌子面 支护 压力
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复合地层下穿高速铁路矩形顶管盾构隧道开挖面稳定性研究
3
作者 同庆 庄永香 +2 位作者 宁茂权 刘炳杰 崔光耀 《高速铁路技术》 2026年第1期99-104,117,共7页
为保证矩形顶管盾构隧道开挖面稳定,以某矩形顶管盾构隧道工程为背景,采用有限元软件Abaqus建立了复合地层下穿高速铁路矩形顶管盾构隧道模型,定义了无量纲参数支护应力差率(m)及硬岩比(n),分析了硬岩比、支护应力差率和埋深因子对复合... 为保证矩形顶管盾构隧道开挖面稳定,以某矩形顶管盾构隧道工程为背景,采用有限元软件Abaqus建立了复合地层下穿高速铁路矩形顶管盾构隧道模型,定义了无量纲参数支护应力差率(m)及硬岩比(n),分析了硬岩比、支护应力差率和埋深因子对复合地层矩形顶管盾构施工开挖面失稳范围、开挖面位移及轨道沉降的影响。结果表明,随着复合地层硬岩比的增加,矩形顶管盾构隧道开挖面在相同支护应力差率下失稳范围逐渐减小,失稳位移逐渐减小,轨道沉降逐渐减小;埋深因子越大,开挖面失稳位移越大,轨道沉降越大;当n<0.75时,高速铁路轨道沉降易大于沉降阈值,在穿越待建高速铁路线路时可采用桩板结构加固方案,在下穿既有高速铁路段采用人工挖孔桩+D型便梁加固方案来满足施工安全稳定要求。研究成果可为类似工程提供参考。 展开更多
关键词 隧道工程 矩形顶管盾构 复合地层 开挖面稳定性 近接施工
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盾构开挖面失稳下既有管线三维变形特性研究
4
作者 史江伟 王金朴 《地下空间与工程学报》 北大核心 2025年第3期1057-1065,共9页
盾构隧道开挖面支护压力控制不当将诱发地层位移,进而威胁邻近地下管线正常运营和安全。既有研究重点讨论了隧道施工引起的土体小变形对上覆管线影响,开挖面失稳时地下管线变形特性研究甚少。开展物理模型试验,研究了隧道埋深比(C/D)和... 盾构隧道开挖面支护压力控制不当将诱发地层位移,进而威胁邻近地下管线正常运营和安全。既有研究重点讨论了隧道施工引起的土体小变形对上覆管线影响,开挖面失稳时地下管线变形特性研究甚少。开展物理模型试验,研究了隧道埋深比(C/D)和管线开挖面水平净距(H/D)对地下管线变形特性影响。结果表明:管线与开挖面水平距离为0.1 D(隧道直径)时,开挖面失稳引起的管线沉降最大;管线开挖面水平净距(H/D)从0.1增至0.5,管线最大沉降和最大弯曲应变降幅分别高达64.8%和51.6%;隧道埋深比(C/D)从1.0增至1.5,管线沉降和弯曲应变最大降幅分别为14.9%和7.3%,表明管线开挖面水平净距是控制地下管线变形的关键参数。基于系统的有限元数值模拟,提出了管线沉降比和管线土体相对刚度无量纲组,建立了开挖面主动失稳下地下管线最大沉降预测方法,并利用试验数据验证了预测方法的合理性。 展开更多
关键词 盾构 开挖面 主动失稳 管线变形 物理模型试验
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基于离散-连续耦合方法的砂性地层盾构开挖面稳定性分析
5
作者 彭科峰 李达 +3 位作者 李树忱 袁超 赵世森 万泽恩 《应用基础与工程科学学报》 北大核心 2025年第4期979-991,共13页
砂性地层稳定性较差,土体强度较低.盾构在该类地层掘进时极易产生支护不平衡问题,造成大范围的地表沉降,甚至还会导致开挖面坍塌等事故发生,造成人员伤亡.基于离散-连续耦合分析方法(PFC3D-FLAC3D)建立了盾构掘进数值模型,探明了柔性边... 砂性地层稳定性较差,土体强度较低.盾构在该类地层掘进时极易产生支护不平衡问题,造成大范围的地表沉降,甚至还会导致开挖面坍塌等事故发生,造成人员伤亡.基于离散-连续耦合分析方法(PFC3D-FLAC3D)建立了盾构掘进数值模型,探明了柔性边界条件下开挖面失稳发展变形情况,分析了不同覆土比(C/D)条件下开挖面极限支护力,探究了开挖面不同失稳程度下的地表沉降、土拱效应与主应力变化情况.研究结果表明:开挖面失稳变形区域受埋深影响较大,随着覆土比增加,失稳区域由杯状发展至灯泡状;开挖面极限支护力随覆土比的增加呈先增长后保持不变;地表沉降槽宽度系数随覆土比增加呈线性增长趋势;盾构掘进时,开挖面上方土体应力朝着水平方向偏转,并形成土拱以阻挡开挖面变形,土拱位置随着支护力减小有向上发展的趋势.提出的离散-连续耦合分析方法可有效克服单一计算方法的缺点,节省了大量计算资源,所模拟结果更接近工程实际情况,可为今后盾构开挖面极限支护力的计算提供相应依据. 展开更多
关键词 盾构隧道 开挖面稳定性 砂性地层 离散-连续耦合方法 柔性边界 土拱效应
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深部矿井孤岛工作面岩巷TBM适应性设计及应用 被引量：1
6
作者 杨帅 郭志 《煤矿机械》 2025年第9期178-180,共3页
为保证煤矿孤岛工作面岩巷顺利掘进,对TBM进行适应性设计。主机盾体设计呈大梯度阶梯倒锥形结构,水平撑靴+顶撑靴提供支反力设计、配置铲板星轮清渣机构等成功解决孤岛工作面岩巷掘进过程中片帮、漏顶严重易导致卡机、纠偏困难、矸石清... 为保证煤矿孤岛工作面岩巷顺利掘进,对TBM进行适应性设计。主机盾体设计呈大梯度阶梯倒锥形结构,水平撑靴+顶撑靴提供支反力设计、配置铲板星轮清渣机构等成功解决孤岛工作面岩巷掘进过程中片帮、漏顶严重易导致卡机、纠偏困难、矸石清运不便等问题。对施工过程掘进参数、综合工效和施工工艺进行总结分析,为类似工程提供了借鉴和经验。 展开更多
关键词 孤岛工作面 适应性设计 TBM盾体 顶撑靴
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浅埋隧道开挖面稳定性三维下限极限分析
7
作者 张永娟 张箭 +2 位作者 孙锐 陈子昂 丰土根 《地下空间与工程学报》 北大核心 2025年第2期654-660,671,共8页
针对砂土地层浅埋盾构隧道开挖面稳定性问题,利用编制的极限分析三维下限数值计算程序获取维持开挖面稳定的最小极限支护压力,并与极限分析上限法、极限平衡法及模型实验结果进行对比分析,验证了所得支护压力为极限分析理论框架内的较... 针对砂土地层浅埋盾构隧道开挖面稳定性问题,利用编制的极限分析三维下限数值计算程序获取维持开挖面稳定的最小极限支护压力,并与极限分析上限法、极限平衡法及模型实验结果进行对比分析,验证了所得支护压力为极限分析理论框架内的较优解答。结果表明:本文所提极限分析三维下限数值分析方法可直接获取开挖面极限支护压力和失稳形态,摆脱了破坏模式的限制,且具有较高的计算精度;内摩擦角显著影响开挖面前方地层破坏模式以及极限支护压力的变化规律;内摩擦角较小时,开挖面前方地层整体失稳,极限支护压力随着埋深比增大而增大;内摩擦角较大时,开挖面前方地层仅局部失稳,支护压力几乎不受埋深比影响;极限支护压力在不同埋深比时均会随着内摩擦角的增加而降低。研究成果丰富了浅埋盾构隧道开挖面稳定性的理论成果,可为开挖面支护压力设计提供借鉴。 展开更多
关键词 浅埋盾构隧道 开挖面稳定性 极限分析下限数值方法 极限支护压力
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500 m超长工作面液压支架选型设计与可靠性研究
8
作者 徐建 卫朝蓉 《煤炭技术》 2025年第12期76-78,共3页
以印尼某矿区工作面为对象,将顶板动态载荷特征转化为量化设计参数,并结合理论计算,详细介绍了500 m超长工作面液压支架选型过程以及主要参数和结构特点,并对整架进行了偏载有限元分析,验证了该支架架型布局及结构的合理性,丰富了具备... 以印尼某矿区工作面为对象,将顶板动态载荷特征转化为量化设计参数,并结合理论计算,详细介绍了500 m超长工作面液压支架选型过程以及主要参数和结构特点,并对整架进行了偏载有限元分析,验证了该支架架型布局及结构的合理性,丰富了具备此类地质条件的综采液压支架应用案例。 展开更多
关键词 超长工作面 液压支架选型 有限元分析
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不同地层下盾构掌子面稳定性及变形规律研究
9
作者 王良俊 庞瑞祺 +2 位作者 李长青 任国卿 陈保国 《工程建设》 2025年第8期48-54,63,共8页
为了防止盾构输水隧洞施工过程中因支护压力控制不当导致掌子面失稳,以韩江-榕江-练江水系连通后续优化工程为依托,采用FLAC3D软件建立三维数值模型。针对该盾构输水隧洞穿越的4种典型地层,模拟分析了不同支护压力条件下盾构施工过程中... 为了防止盾构输水隧洞施工过程中因支护压力控制不当导致掌子面失稳,以韩江-榕江-练江水系连通后续优化工程为依托,采用FLAC3D软件建立三维数值模型。针对该盾构输水隧洞穿越的4种典型地层,模拟分析了不同支护压力条件下盾构施工过程中的掌子面稳定性,研究了各工况下掌子面及其前方塑性区的发展规律,并进一步确定了各地层掌子面的极限支护压力下限值。研究结果表明:1)淤泥质土、黏土、泥质中粗砂和泥质粉砂岩4种地层对支护压力变化的敏感度依次降低;2)当支护压力比逐渐减小时,塑性区向掌子面方向发展,且在掌子面失稳时,其前方会出现对数螺线型塑性区;3)对于淤泥质土、黏土和含泥质中粗砂3种地,其极限支护压力比及建议值分别为0.69(建议值为0.90)、0.57(建议值为0.80)、0.41(建议值为0.65)。而对于泥质粉砂岩地层,掌子面具有自稳能力,建议支护压力比为0.6。本文研究成果可为类似工程盾构施工提供参考。 展开更多
关键词 盾构隧道 掌子面稳定性 塑性区 极限支护压力 数值模拟
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上软下硬地层盾构下穿既有隧道沉降与支护变形特性 被引量：1
10
作者 刘珂鑫 冯思晨 +2 位作者 王兰天 刘文瑾 贺鹏 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第29期12681-12690,共10页
为研究上软下硬复合地层中新建盾构工程下穿既有隧道时,引起的地层沉降变化及开挖面极限支护压力,提出一种考虑地层变异性和既有隧道刚度的改进楔形体力学解析模型。以青岛地铁15号线一期工程为背景,基于工程勘察资料,采用ABAQUS建立复... 为研究上软下硬复合地层中新建盾构工程下穿既有隧道时,引起的地层沉降变化及开挖面极限支护压力,提出一种考虑地层变异性和既有隧道刚度的改进楔形体力学解析模型。以青岛地铁15号线一期工程为背景,基于工程勘察资料,采用ABAQUS建立复合地层数值模型,分析下穿隧道全过程中各分析步及各地层的沉降曲线,同时研究此过程中既有隧洞拱顶与拱底变形的动态变化规律,以及弹性模量与泊松比对地表沉降的影响,在一般控制措施之外提出了针对下穿既有隧道的控制措施。最后,分析不同内摩擦角及黏聚力下的水平位移曲线,获取最大水平位移随支护应力比的变化规律,进而求得极限支护压力。研究结果表明:新建盾构隧道对既有隧道及地层变形的影响不容忽视,相较于地表位移,下穿前后夹层土及既有隧道时的拱底沉降更为显著,最大沉降值为16.5 mm;既有隧道对新建隧道拱顶沉降及地表沉降具有一定的变形抑制作用,下穿隧道时地表沉降值及沉降槽宽度均显著减小。 展开更多
关键词 盾构隧道 开挖面失稳机理 地表沉降 理论分析 数值模拟
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盾构下穿既有车站磨桩施工的参数优化分析
11
作者 刘汝辉 郭建伟 +1 位作者 岳栋伟 潘旦光 《中国测试》 北大核心 2025年第S1期18-24,41,共8页
当盾构施工近距离穿越桩基结构,采用磨桩施工时,加固土体的弹性模量和盾构的掌子面推力是影响既有结构的两个关键参数。本文以苏州地铁6号线下穿2号线平河路站盾构施工为背景,采用三维数值计算方法,研究了加固土体的弹性模量和掌子面推... 当盾构施工近距离穿越桩基结构,采用磨桩施工时,加固土体的弹性模量和盾构的掌子面推力是影响既有结构的两个关键参数。本文以苏州地铁6号线下穿2号线平河路站盾构施工为背景,采用三维数值计算方法,研究了加固土体的弹性模量和掌子面推力对地表沉降和既有建筑变形的影响,在此基础上优化了施工方案。研究表明:地表沉降随着加固土体的弹性模量的增加而减少,当加固土体的弹性模量超过240MPa后,继续增大土体的弹性模量对减少结构变形的效率降低。盾构的掌子面推力越大,地表沉降越小而桩的水平位移越大,为避免桩基的过大变形引起结构的破坏,在施工前需要确定最大掌子面推力。基于优化结果,以加固土体弹性模量240MPa对应的40%水泥掺入进行土体加固,控制掌子面推力400kPa左右进行施工,通过对比监测位移和计算位移,验证了优化结果的有效性。 展开更多
关键词 盾构 磨桩施工 土体加固 掌子面推力 参数优化
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倾斜盾构隧道掌子面稳定性研究综述 被引量：1
12
作者 莫佩浦 尹鑫晟 +1 位作者 丁智 魏纲 《低温建筑技术》 2025年第2期62-67,共6页
隧道倾角是盾构隧道施工的重要参数,改变隧道倾角直接影响开挖面极限支护力与开挖面失稳区域。为研究隧道倾角对开挖面稳定性的影响,文中综合国内外关于倾斜盾构隧道掌子面稳定性的分析结果,分别从模型试验法、数值模拟法以及理论分析... 隧道倾角是盾构隧道施工的重要参数,改变隧道倾角直接影响开挖面极限支护力与开挖面失稳区域。为研究隧道倾角对开挖面稳定性的影响,文中综合国内外关于倾斜盾构隧道掌子面稳定性的分析结果,分别从模型试验法、数值模拟法以及理论分析法对倾斜隧道针对不同工况下的开挖面极限支护力与开挖面失稳特性进行总结。研究结果表明,仰坡工况(θ=10°)中开挖面极限支护力约为水平掘进工况下的1.7倍;随着隧道倾角的增大,开挖面极限支护力与开挖面失稳角大致呈线性变化关系,仰坡掘进工况下开挖面归一化极限支护力变化曲线斜率约为0.0048(θ>0°);θ=-15°下对应的归一化开挖面极限支护力范围在0.032~0.040内,θ=15°下对应的归一化开挖面极限支护力范围在0.145~0.165内。此研究结果可为倾斜盾构隧道施工提供工程应用参考。 展开更多
关键词 盾构隧道 倾斜隧道 开挖面稳定性 极限支护力
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水平及岸坡地层中大直径盾构隧道邻近穿越对码头栈桥影响 被引量：1
13
作者 罗基伟 王乐明 +3 位作者 杨立功 王欢 李建东 左殿军 《中国铁道科学》 北大核心 2025年第1期120-135,共16页
针对穿江越海工程中大直径盾构隧道可能对邻近水工结构带来较大风险的问题,以武汉地铁11号线越江隧道为背景,研究大直径盾构隧道在水平及岸坡地层中邻近穿越对栈桥的影响。先采用离心模型试验,分析盾构地层损失率从0.5%增至2.0%过程中... 针对穿江越海工程中大直径盾构隧道可能对邻近水工结构带来较大风险的问题,以武汉地铁11号线越江隧道为背景,研究大直径盾构隧道在水平及岸坡地层中邻近穿越对栈桥的影响。先采用离心模型试验,分析盾构地层损失率从0.5%增至2.0%过程中的栈桥沉降及桩基弯矩分布;然后基于离心模型试验结果标定参数,开展原型隧道-地层-栈桥的数值模拟,进一步研究盾构地层损失、开挖面压力和开挖间距等因素对栈桥的影响。结果表明:地层和栈桥的沉降均随地层损失率增大而显著增长,岸坡段地层变形大于水平段的,但其沉降槽宽度较小,控制地层损失是减小栈桥沉降的有效方法;开挖面的支护压力对其稳定性及前后地层变形影响显著,控制开挖面压力与静止土压力比值在0.8~1.2时,开挖面稳定性良好,盾构从陆域水平段进入岸坡段时,应精细化控制并采用略小的开挖面压力;桥隧间距对栈桥变形及桩基弯矩具有控制性作用,桥隧间距超过10倍洞径时,盾构穿越带来的沉降差异可忽略。 展开更多
关键词 盾构隧道 桩基栈桥 邻近穿越 地层损失 开挖面压力 离心模型试验
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全断面隧道掘进机监理现状及发展思考
14
作者 赵建 《设备监理》 2025年第1期12-15,20,共5页
随着我国地下空间开发利用步伐的不断加快,掘进机法施工在地下空间开发利用中已非常成熟和广泛,对全断面隧道掘进设备形成的全过程或最终形成的结果实施监督和控制将逐步成为常态化。通过对全断面隧道掘进机和设备监理行业情况的梳理统... 随着我国地下空间开发利用步伐的不断加快,掘进机法施工在地下空间开发利用中已非常成熟和广泛,对全断面隧道掘进设备形成的全过程或最终形成的结果实施监督和控制将逐步成为常态化。通过对全断面隧道掘进机和设备监理行业情况的梳理统计,结合典型企业的发展现状,从企业业务、人员和服务内容等方面分析,对全断面隧道掘进机设备监理的发展提出相关思考建议。 展开更多
关键词 全断面隧道掘进机 盾构机 设备监理 再制造
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马蹄形盾构隧道开挖面非线性稳定性评估
15
作者 刘小春 谢海龙 +2 位作者 金毅 耿鹏飞 陈光辉 《施工技术(中英文)》 2025年第18期9-12,56,共5页
岩土在外力作用下破坏多表现为非线性特征。目前尚缺乏考虑非线性破坏特性条件下马蹄形盾构隧道开挖面稳定性的研究。基于此,采用非线性Mohr-Coulomb失效准则表征岩土非线性破坏特性。通过对圆形旋转失稳模型改进,建立了马蹄形旋转失稳... 岩土在外力作用下破坏多表现为非线性特征。目前尚缺乏考虑非线性破坏特性条件下马蹄形盾构隧道开挖面稳定性的研究。基于此,采用非线性Mohr-Coulomb失效准则表征岩土非线性破坏特性。通过对圆形旋转失稳模型改进,建立了马蹄形旋转失稳模型。在极限分析法框架下,将非线性Mohr-Coulomb失效准则与所构建失稳模型结合,提出了马蹄形盾构隧道开挖面非线性稳定性评估模型。研究结果表明:忽略岩土非线性破坏特性会导致隧道开挖面稳定性评估偏于不安全;马蹄形和等面积圆形隧道开挖面稳定性评估结果接近,可采用圆形隧道计算所得极限支护压力值和三维失稳面对等面积马蹄形盾构隧道开挖面稳定性进行评估。 展开更多
关键词 隧道 盾构 开挖面 稳定性 非线性 旋转失稳模型 极限分析法
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复合地层盾构隧道开挖面极限支护压力计算方法与影响参数
16
作者 印超强 丁春林 郑亚楠 《石家庄铁道大学学报(自然科学版)》 2025年第4期22-29,共8页
复合地层盾构隧道开挖面极限支护压力直接关系到隧道围岩的稳定性。基于筒仓理论和极限平衡法推导了复合地层盾构隧道开挖面的极限支护压力的解析解,通过数值模拟分析了极限支护压力影响因素,并对开挖破坏时塑性区的破坏特征进行了研究... 复合地层盾构隧道开挖面极限支护压力直接关系到隧道围岩的稳定性。基于筒仓理论和极限平衡法推导了复合地层盾构隧道开挖面的极限支护压力的解析解,通过数值模拟分析了极限支护压力影响因素,并对开挖破坏时塑性区的破坏特征进行了研究。结果显示,解析解与数值解较为接近,误差为10%~15%,开挖面塑性区破坏形态与理论破坏形态较为接近,呈现楔形状态;复合地层盾构隧道开挖面极限支护压力与土体内摩擦角、黏聚力呈负相关趋势,与土体重度呈正相关趋势,内摩擦角对极限支护压力较黏聚力和重度影响显著;开挖面地层不同占比对于极限支护压力影响比较大,土性参数差的地层占比越大,极限支护压力越大,开挖面塑性破坏区位置越偏向软弱地层位置。 展开更多
关键词 盾构隧道 复合地层 开挖面 极限支护压力 极限平衡法 影响参数
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超大直径盾构全断面硬岩掘进的关键技术研究
17
作者 张振 石国源 郭锦涛 《建筑施工》 2025年第11期1697-1702,共6页
随着城市地下空间开发需求的增长,超大直径盾构在硬岩地层中的应用面临刀具磨损严重、掘进效率低、围岩稳定性差等挑战。因此,以深圳妈湾跨海通道工程为依托,针对全断面硬岩掘进开展技术研究,包括优化盾构设备设计(刀盘加密滚刀布局、... 随着城市地下空间开发需求的增长,超大直径盾构在硬岩地层中的应用面临刀具磨损严重、掘进效率低、围岩稳定性差等挑战。因此,以深圳妈湾跨海通道工程为依托,针对全断面硬岩掘进开展技术研究,包括优化盾构设备设计(刀盘加密滚刀布局、高强螺栓加固刀筒结构),梯度硬度刀圈与光面滚刀应用,动态调整掘进参数及同步注浆工艺优化。该关键技术显著降低了刀具异常磨损率,有效控制了管片上浮,并提升了掘进效率,可为类似地质条件下的超大直径盾构施工提供技术参考。 展开更多
关键词 超大直径盾构 全断面硬岩 刀具磨损 设备设计 掘进效率
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考虑抗拉强度截断效应的双模式盾构穿越土岩复合地层开挖面稳定性研究 被引量：1
18
作者 黄阜 肖辉 +3 位作者 王勇涛 张敏 陈晶晶 方薇 《隧道建设(中英文)》 北大核心 2025年第1期109-119,共11页
为解决已有的基于极限分析的双模式盾构开挖面稳定性研究均未考虑抗拉强度截断效应难以反映开挖面前方岩土体的真实破坏特征问题,利用空间离散技术构建考虑抗拉强度截断效应的双模式盾构在土岩交替复合地层中掘进施工的开挖面三维破坏... 为解决已有的基于极限分析的双模式盾构开挖面稳定性研究均未考虑抗拉强度截断效应难以反映开挖面前方岩土体的真实破坏特征问题,利用空间离散技术构建考虑抗拉强度截断效应的双模式盾构在土岩交替复合地层中掘进施工的开挖面三维破坏机制。通过计算破坏机制中的内外能耗功率方程,得到双模式盾构在穿越土岩交界面过程中开挖面支护力的目标函数,采用优化计算获得盾构穿越土岩交界面过程中维持开挖面稳定的支护力最优上限解;采用数值模拟技术计算双模式盾构穿越土岩交界面过程中维持开挖面稳定的极限支护力。结果表明:1)考虑抗拉强度截断效应的开挖面支护力大于未考虑该效应的支护力,开挖面支护力随着抗拉强度折减系数ξ增大而减小;2)将数值模拟获得的支护力与本文理论方法计算得到的支护力进行对比,验证了本文提出的理论方法是有效的。 展开更多
关键词 土岩交界面 三维破坏机制 开挖面支护力 抗拉强度截断效应 双模式盾构
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砂土中盾构开挖面变形与破坏数值模拟研究 被引量：123
19
作者 朱伟 秦建设 卢廷浩 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第8期897-902,共6页
土压平衡式盾构施工中,开挖面支护土压力控制是保证掘进顺利进行的关键,利用能够考虑大变形的拉格朗日有限差分计算程序,对砂土地层土压平衡式盾构施工中开挖面支护应力不足引起开挖面的变形及破坏问题进行了分析研究,探讨了隧道开挖面... 土压平衡式盾构施工中,开挖面支护土压力控制是保证掘进顺利进行的关键,利用能够考虑大变形的拉格朗日有限差分计算程序,对砂土地层土压平衡式盾构施工中开挖面支护应力不足引起开挖面的变形及破坏问题进行了分析研究,探讨了隧道开挖面变形及破坏问题,为砂土地层中盾构开挖面控制压力的确定提供参考。 展开更多
关键词 盾构 开挖面 支护应力 数值模拟
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盾构下穿既有双线隧道变形控制分析
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作者 彭敏敏 《广东交通职业技术学院学报》 2025年第1期17-22,共6页
依托广州地铁22号线工程,通过数值模拟探究了盾构下穿既有双线隧道时的变形行为,分析了不同注浆压力和掌子面支护力下,既有双线隧道和地表的变形规律。基于数值模拟结果,给出了实际工程中注浆压力和掌子面支护力选用依据,并取得了良好... 依托广州地铁22号线工程,通过数值模拟探究了盾构下穿既有双线隧道时的变形行为,分析了不同注浆压力和掌子面支护力下,既有双线隧道和地表的变形规律。基于数值模拟结果,给出了实际工程中注浆压力和掌子面支护力选用依据,并取得了良好应用效果。研究结果表明:既有隧道纵向变形曲线呈单峰分布,最大沉降位于新建隧道拱顶对应位置;地表变形建隧道纵向呈单谷(沉降)或单峰(隆起)分布,最小沉降或最大隆起位于既有双线隧道中间位置;既有隧道、地表沉降和注浆压力、掌子面支护力呈负相关,隆起和注浆压力、掌子面支护力呈正相关。 展开更多
关键词 盾构下穿 双线隧道 注浆压力 掌子面支护力 变形控制
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