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作者:石钰锋;张涛;阳军生;蒋亚龙;胡梦豪;代文超;
单位:华东交通大学轨道交通基础设施性能监测与保障国家重点实验室;华东交通大学江西建筑设计院有限公司;中南大学土木工程学院;
摘要:系统考虑隧道埋深、滑移面形式、侧压力系数与地层的关联,提出一种适用于软硬不均地层的盾构隧道荷载模式。对于浅埋隧道,基于椭球体理论推导极限状态下滑移面为椭圆的侧压力系数及竖向松动土压力表达式,并构建力学平衡方程推导侧压力计算式;对于深埋隧道,考虑软硬不均地层突变性并对太沙基理论滑移面宽度进行合理修正,推导对应的围岩压力计算式;再结合软硬不均地层分界线位于隧道水平中线上方、下方2类典型工况,推导出隧底反力表达式;最后结合工程实例对所提荷载模式进行验证。结果表明:与修正惯用法荷载体系相比,所提方法得到的软土-硬土隧道顶部、下半拱竖向土压力与实测值的误差分别缩小74%和172%;相较于软土-硬土隧道,该方法应用于土层-岩层隧道时,计算得到的下半拱竖向土压力、隧底侧向土压力与实测值的误差更小,即所提荷载计算模式更符合隧道实际受荷状态,且当隧道埋深与开挖直径之比较大以及下部地层越坚硬时,其适用性越强。
关键词:盾构隧道;;软硬不均地层;;围岩压力;;滑移面;;荷载模式
基金资助:国家自然科学基金资助项目(42177162,42267022);; 江西省自然科学基金资助项目(20212BAB214009)