泥水盾构开挖面泥膜的弹性模量.pdf

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1、第8卷第2期地下空问与工程学报Vol_82012年4月ChineseJournalofUndergroundSpaceandEngineeringApr．2012泥水盾构开挖面泥膜的弹性模量孔祥鹏，白云，徐冬洪(1．同济大学地下建筑与工程系，上海200092；2．上海城建市政工程(集团)有限公司，上海200065)摘要：泥水盾构掘进过程中，由于泥水仓压力与开挖地层压力的差异、开挖地层的渗透特性以及泥水的流体力学性质，导致泥浆向开挖地层渗透，逐渐形成泥膜。泥膜不但起到“止水”的效果，而且本身也具有一定的力学性质。本文以过滤模型为基础，假设泥膜为弹性介质，利用弹性模

2、量的定义，求解出了泥膜的弹性模量。随着开挖面的掘削，泥膜随着时间不断的形成，其弹性模量也随着时间发生变化。泥膜弹性模量的求解使得泥水盾构正面稳定的判断更加的准确，盾构施工参数的控制更加科学。关键词：泥水盾构；泥膜；弹性模量中图分类号：TU443文献标识码：A文章编号：1673—0836(2012)02—0307—04TheElasticModulusofSlurryMembraneinExcavationFaceforSlurryShieldKongXiangpeng，BaiYun，XuDonghong(1．DepartmentofGeotechnicalEng

3、ineering，rong~University。Shanghai200092。China；2．ShanghaiNo．2MunicipalEngineeringCo．Ltd，Shanghai200065，China)Abstract：Duringslurryshieldtunneling，themudpenetratesintosoilduetothepressurebetweentheslurrychamberandexcavatedsoil．Theformationofmembranerelatestothepermeabilityandfluidmecha

4、nicsofthesoil．Themembranehascertainmechanicalpropertiesitselfbesidessealingwater．BasedOilthefiltermodel，thispapergivesthesolutionoftheelasticmodulusofthemembranewhichisregardedaselasticmateria1．Withtheexcavationofthesoil，themembraneisformedandtheelasticmoduluschangesovertime．Thesolut

5、ionoftheelasticmoduluscon—tributestobetterjudgmentofstabilityofexcavationsoilandmorescientificcontrolofconstructionparameters．Keywords：slurryshield，slurrymembrane，elasticmodulus个不断形成不断破坏的动态过程。在泥水盾构掘1引言进过程中，开挖面上形成的泥膜不但起到“止水”随着地下空间和盾构技术的发展，大直径泥水的效果，而且使开挖面的土体受力更加均匀¨J。盾构广泛的应用到了越江隧道的建设中，如

6、上海的因此开挖面稳定的问题除了考虑力学平衡外，还应崇明隧道、南京长江隧道、武汉长江隧道等。维持该综合地层和泥浆的渗透特性造成的排水边界条开挖面稳定的介质不同是泥水平衡盾构与土压平件的变化，以及泥膜的存在带来的应力传递和应力衡盾构的区别之一。泥水盾构掘进过程中，由于泥重分布。水仓压力与开挖地层压力的差异、开挖地层的渗透在国内外的文献中H·5]，很多作者将泥水盾构特性以及泥水的流体力学性质，泥浆向开挖地层渗透，逐渐形成泥膜。随着盾构的掘进，泥膜处在一开挖面形成的泥膜假设为一种泥饼(cake)，在进收稿日期：2011-12-04(修改稿)作者简介：孔祥鹏(1977一)

7、，男，山东平邑人，博士，主要从事隧道设计、施工和风险管理方面研究。E—mail：geokong@126．corn—基金项目：上海市科技攻关计划(09231200202)308地下空间与工程学报第8卷行有限元数值计算的时候往往作为一种不排水的Ot=边界进行处理，或者平衡机理上认为泥膜是一种传㈢＼ax，⋯(3)力介质忽略其力学作用。孔祥鹏。。利用多相流的同理对于i点在泥膜形成的时间时间内的概念提出了泥水盾构中泥膜形成的过滤模型，揭示压缩量的总和为在时间内流过该点的流量变化了泥膜形成的动态机理。通过过滤模型泥膜形成量的总和。即：的动态过程中，开挖面与交界面以及泥膜本身

8、内部应力变化和属性变化的