基于楔形体理论的市政管网超大直径钢顶管施工开挖面极限支护压力研究

针对极限支护压力不足引起的市政管网超大直径钢顶管施工开挖面失稳破坏问题,分析了开挖面失稳破坏的动态过程,改进既有楔形体-棱柱体模型,利用极限平衡法,提出一种市政管网超大直径钢顶管施工开挖面极限支护压力计算方法。以深圳市某超大直径钢顶管工程为背景,研究了极限支护压力与滑裂面倾角、梯形底角的变化规律,并给出了两者的理论建议值;探讨了影响顶管施工开挖面极限支护压力的控制参数。研究结果表明:当支护压力比分别为0.40和0.15时,开挖面分别处于失稳临界状态和失稳极限状态。开挖面破坏模式符合楔形体-梯形体计算模型。开挖面极限破裂角等于43°,最大梯形底角为79.5°。开挖面极限支护压力随着土体内摩擦角和黏聚力的增大而减小,当摩擦角大于27.5°时,开挖面处于稳定状态;随着顶管埋深直径比增大,开挖面极限支护压力逐渐增加,当埋深直径比大于2.2时,极限支护压力趋于稳定。

下穿九圩港河的盾构隧道开挖面稳定性研究

依托南通地铁盾构下穿九圩港河项目,建立非均质、各向同性地层中盾构隧道开挖面稳定性的三维楔形体理论。考虑地下水的作用,推导粉砂层盾构隧道开挖面土体处于主动破坏状态(沉陷)时的最小支护应力计算公式,以及处于被动破坏状态(隆起)时的最大支护应力计算公式,编制相应计算程序,计算下穿九圩港河隧道区间200环处和323环处的盾构支护应力。与经验公式相比,三维楔形体理论的计算结果与实际掘进土仓的压力值更吻合。此外,讨论不同隧道埋深与直径比(H/D)时,地层的黏聚力和内摩擦角对支护应力的影响,结果表明:随着地层黏聚力、内摩擦角的增大,最小支护应力减小;H/D值对最小支护应力的影响较大,随着H/D值的增大,最小支护应力显著增大。研究成果可为隧道工程设计提供可靠的理论依据。

挡土墙土压力计算美国规范与中国规范对比

为了比较中美规范在挡土墙设计中安全和经济因子的异同,首先比较中美挡土墙规范中土压力计算理论的差异,再通过挡土墙算例,分别按两种规范计算主动土压力及抗滑稳定系数。结果表明,美国规范计算土压力的公式相对复杂,土压力计算结果比中国规范计算值大。中美两国规范在抗滑稳定安全因子的标准方面相近,土压力的不同使得中国规范在安全的前提下相对经济。

水压作用下超大直径泥水盾构掌子面主动破坏模式研究

随着中国跨海隧道技术的不断发展,超大直径泥水盾构的应用范围越来越广。该文以广东珠海马骝洲交通隧道工程为研究背景,采用有限差分软件FLAC^(3D)对中粗砂和淤泥地层条件下超大直径泥水盾构掌子面破坏过程进行模拟,得到无水条件和水压条件下掌子面主动破坏模式及极限泥水支护压力变化规律,并将数值计算结果与楔形体极限平衡理论结果进行对比。研究表明:水压作用提高了泥水盾构掌子面极限支护压力,但对掌子面破坏形态影响较小;掌子面破坏形态受泥水重度影响较大,具体表现为掌子面上部变形较大,下部变形较小;数值计算与理论计算结果对比表明:盾构掘进为中粗砂地层时,楔形体极限平衡理论得到的结果偏不安全。

地震条件下桥台主动土压力的合理简化计算方法

在库伦土压力的基础上,结合桥台实际结构形式,推导地震条件下桥台主动土压力计算方法,并将该计算方法与传统的库伦土压力理论、M-O法土压力理论以及近期林宇亮计算方法进行对比分析,同时分析了该计算方法中参数影响变化规律。分析结果表明,传统计算方法得到的土压力值相对较低,本计算方法可使桥台土压力计算值增大10%-40%,结果更趋于安全;本计算方法参数变化影响与传统方法相一致,及填土内摩擦角越大,台背倾角越大,桥台土压力越小。

吉隆坡地铁A标段盾构土舱压力的计算与分析

文章以吉隆坡新捷运工程地下北段A标工程为例,基于Horn的三维楔形体破坏理论,采用极限平衡分析法,推导出了在土压及全水头压力作用下满舱土、半舱土、无土三种状态下土舱压力的计算方法,并采用整体分析与局部分析相结合的方法进行了验证。从计算结果可以看出,影响土舱压力的因素主要有水位高度、覆土厚度、粘聚力、覆土及掌子面处的内摩擦角,并对这五个因素进行了敏感性分析。通过运用该方法计算的土舱压力进行掘进并对现场监控量测数据进行分析,地表沉降均满足相关设计要求。