基于实测数据统计的盾构隧道土压力分布规律研究

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摘要盾构管片所受土压力大小与盾构隧道施工过程中同步注浆、盾构机姿态、管片及地层刚度等因素紧密相关，上述问题的复杂性决定了已有理论公式和经验方法并未较好地反映盾构管片实际受力状态。文章通过收集35座盾构隧道的52个典型土压力监测断面实测数据，基于实测数据统计分析了盾构隧道土压力分布规律和影响因素。结果表明：(1)盾构管片所受土压力在0~400 kPa之间的占样本总量的90%以上，经验注浆压力取0.3~0.4 MPa较为合理；(2)管片所受土压力与埋深近似呈指数关系，最大土压力与稳定土压力差值随埋深增大而减小；(3)侧压力系数 λ范围为(0.5, 2.3)，部分超出了规范推荐的Ⅵ级围岩（0.5,1.0）取值区间，直接沿用规范建议值有失稳妥；(4)管片所受土压力与管-土刚度比近似满足二次函数关系，管-土刚度比 ψ =1.0时，管片受力最为合理；(5)粘土地层管片所受土压力时空分布具有典型的4个阶段，即拼装阶段—注浆影响阶段—固结收缩阶段—土压力回升阶段，环向土压力具有不对称分布特性；砂土地层土水压力监测曲线分别呈“弱衰减脉冲式波动”和“双驼峰”分布特征，稳定后环向土压力对称分布特性显著，水压力具有“下大上小”的灯泡型分布形态。其结论可为研究盾构隧道土压力作用机理及管片设计方法的完善提供参考和借鉴。

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基金项目：国家自然科学基金资助项目(51478277)；河北省自然科学基金资助项目(E201619002)；河北省人才工程培养经费资助科研项目 (A201500116)；河北省重点研发计划项目(172776471)；河北省高等学校科学技术研究青年基金(QN2016240)

作者简介: 作者简介：王道远（1982-），男，副教授，博士研究生，主要从事隧道及地下工程教学和研究工作，E-mail：wtg-888@163.com. 通讯作者：郝士华（1973-），男，副教授，工学硕士，主要从事隧道及检测教学和研究工作，E-mail：jy_hsh@163.com.

引用本文:

.基于实测数据统计的盾构隧道土压力分布规律研究[J] 现代隧道技术, 2018,V55(3): 46-53

.Distribution Laws of Earth Pressure Acting on a Shield Tunnel Based on Measured Data[J] MODERN TUNNELLING TECHNOLOGY, 2018,V55(3): 46-53

链接本文:

http://www.xdsdjs.com/CN/ 或 http://www.xdsdjs.com/CN/Y2018/V55/I3/46