隧道盾构掘进土体应力扰动分析.pdfVIP

201 ．5年第2期(总202期) 安 徽 建 筑 DOI：10．16330／j．cnki．1007—7359．2015．02．030 隧道盾构掘进土体应力扰动分析 DisturbanceAnalysisonShieldTunnel-lingStressofOil 易成建 (安徽建筑大学土木工程学院，安徽 合肥 ，230601) ■■■—一 ——●——一I ====1摘 要：土体受施工扰动的特性主要表现为应力状态和应力路径的改 —●●—_ 变、工程性质的变异，文章分析 了在盾构掘进作用下对土体扰动的影 释放 响，包括应力状态应变扰动 以及孔隙水压力及其分布的变化。 关键词 ：扰动；应力状态；应力路径；变异 径 中图分类号：U455．43 文献标识码：B 向 位 文章编号：1007—7359(2015)02—0070—03 移 0 引 言 盾构施工时，周围土体要保持在一定程度的稳定，并且在 50％ 100％ 可控的范围内，尤其是盾构正面的稳定将直接影响地层变形， 地应力释放 那么就需要首先对周围土体地质进行研究。盾构施工对周围土 图1 土体地应力释放与支护 体的扰动主要包括两个方面：土体受扰动后的应力状态和应变 状态。本文主要介绍土体扰动后的应力状态变异和应变状态变 8 岩 异，及相应的土体力学性质变化。 土 工 ② 程 与 1 土体扰动机理 urkPa) 基 础 隧道盾构掘进施工过程中，周围土体受到扰动主要表现为 8 处 理 其应力状态和应变状态变化。应力状态变化是指总应力和孔隙 水压力改变 ，总应力变化是 由于开挖卸荷引起 的；孔隙水压力 变化则是由于盾构掘进过程中土体受挤压作用和地下水位变 一 11．2 8．4 —5．6 —2．8 0 2．8 5．6 8,4 11．2 盾构工作面与观测断 化引起的，应力扰动也是土体应变状态改变的主要原因之一。 塑 塑里查塑 垄塑垩型耍查 面的距离‘’ 土体应变状态改变是由于应力扰动引起土体弹塑性变形，以及 观测断面位置 图2 盾构掘进引起的孔隙水压力变化 土体蠕变产生的时效应变。软土地层隧道施工引起土体应变状 态变化的扰动因素：①隧道作业面附近应力变化；②盾构掘进 ④ 时盾构与土体间剪应力；③隧道支护和注浆引起土体径向位 移；④隧道