原文传递
天然沉积土灵敏度变化规律及其在隧道盾构施工中的应用
| 论文题名： | 天然沉积土灵敏度变化规律及其在隧道盾构施工中的应用 |
| 关键词： | 天然沉积土;地铁隧道;盾构施工;地层位移;灵敏度评价;土结构性 |
| 摘要： | 随着城市化的发展和城市人口的过饱和化，我国越来越多的城市开始进行地下交通系统（地铁）建设，如何分析地铁隧道盾构施工引起的地层位移是实际工程中亟需解决的一个重要问题。天然土体作为盾构施工的载体，其力学性状必然会对盾构施工引起的地层位移有着直接而显著的影响。本文通过室内试验、理论分析的手段，引入初始含水率和应力水平的影响，拓展定量评价土结构性的灵敏度评价体系;建立考虑土结构性影响的适用于盾构施工问题的本构模型，分析土结构性对盾构施工引起的地层位移的影响。论文主要内容和成果如下: (1)通过引入考虑初始含水率影响的固有压缩参数定量表达式，将灵敏度概念拓展到当前应力状态下，建立应力灵敏度随应力水平的演化规律。结果表明:在半对数坐标系中应力灵敏度随孔隙指数呈线性关系，并且提出应力灵敏度与孔隙指数差的定量关系，以此为基础建立屈服后阶段天然沉积软粘土压缩曲线的计算模型; (2)通过分析初始含水率对不排水强度比的影响，建立考虑初始含水率和液限影响的固有强度线，以此为基础探讨强度灵敏度随应力水平的变化规律:明确相同孔隙指数下强度灵敏度与应力灵敏度之间的关系等于重塑土与原状土固结不排水强度比之间的比值; (3)根据应力灵敏度随应力水平的变化规律，构建土结构性演化方程，耦合小应变模量及其非线性关系，次加载屈服比，弹性各向异性等对盾构施工有着显著影响的土体特性，建立适用于盾构施工问题的结构性土本构模型，并开展了模型验证以及参数灵敏度分析; (4)将本文提出的结构性土本构模型导入有限元软件ABAQUS中，分析土结构性对盾构施工引起的短期地层位移以及长期地层位移的影响，结果表明:考虑土结构性的影响能够更加合理的计算地面沉降曲线，水平位移，孔隙水压力分布以及由于土体固结主要引起的长期地层位移，与不考虑结构性影响模型结果相比更加接近现场实测数据; (5)通过耦合超固结比和土结构性的影响，提出考虑超固结比影响的应力灵敏度定义，探讨硬粘土应力灵敏度随应力水平的演化规律，以此为基础建立屈服后阶段硬粘土压缩曲线的计算模型，并通过硬粘土中盾构施工数值计算对该模型进行验证。 |
| 作者： | 卞夏 |
| 专业： | 岩土工程 |
| 导师： | 洪振舜 |
| 授予学位： | 博士 |
| 授予学位单位： | 东南大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
检索历史
应用推荐
