基于强度与稳定性的端头加固理论模型及敏感性分析.pdf

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1、JournalofEngineeringGeology工程地质学报1004—9665／2011／19(3)一0364-06基于强度与稳定性的端头加固理论模型及敏感性分析水罗富荣①②江玉生③江华③(①北京交通大学土木建筑工程学院北京100044)(②北京市轨道交通建设管理有限公司北京100037)(③中国矿业大学(北京)力建学院北京100083)摘要为确保盾构始发与到达的顺利进行，避免施工过程中发生端头土体失稳，引发地表沉陷、塌方等工程事故，基于土体强度与稳定性的基本理论，作者就如何确定端头土体纵向加固范围和

2、建立砂土复合地层端头滑动模型进行了研究。在具体分析了现有端头加固理论模型的优缺点后，提出一种基于强度理论的荷载等效模型和基于稳定性理论的砂性土端头滑动模型。该端头加固理论模型，与已有的计算模型相比，更真实地反映了端头土体的受力状况，因而与工程实际情况更为接近，且具有地层适应性。同时，为了检验新强度理论模型的合理性，分别对新旧模型进行实例比算，并对2种模型的主要影响因素进行了敏感性分析。研究结果表明：当盾构隧道直径较小时，已有模型和新提出模型的计算结果误差较小，计算结果较为接近；随着盾构隧道直径的不断增大，已

3、有模型的荷载简化会引起较大的计算结果误差，如将其结果应用于工程，可能会引发较严重的工程事故；对于大直径盾构，特别是盾构隧道直径大于10m时，建议采用本文提出的改进理论模型进行端头加固设计和验算，由此得出的加固范围更加符合工程实际情况，对工程有很强的指导意义。同时基于强度理论提出的荷载等效模型为非对称荷载问题的研究提出了一种新的研究方法和求解思路，对今后类似问题的求解具有较好的借鉴意义。关键词强度与稳定性盾构始发与到达理论模型纵向加固范围敏感性分析中图分类号：U455文献标识码：ATHEORETICALMoD

4、ELINGandSensitivityanalysisoFIMPRoVEDSandySTRATAATTBMPoRTALAREASwithSTRENGTHANDSTABILITYTHEORmSLUOFuRong①②JIANGYusheng~JIANGHua~(@SchoolofCivilEngineering，BeijingJiaotongUniversity，BellinglOOO44)(@Be~iingMTRConstructionAdministrationCorporation，Beijing1000

5、37)(~SchoolofMechanicsandCivilEngineering，ChinaUniversityofMining&Technology，Beijing100083)AbstractInordertokeepthesafetyconstructionTBMtunnelingandavoidsurfacesettlementandfailureacci．dentsattheTBMPortalareas，Thispapercarriesoutstudiesonhowtodeterminethel

6、engthoflongitudinalrein—forcementscopesandestablishanewstabilitymodelforsandystratumfortheportalareas．Itanalyzesandsummari．zesthelimitationsofexistedtheoreticalmodels．Itrefinessomeexistingconclusions．Itfurtherpresentsanewloadequivalentandslidingfailuremode

7、lsbasedons~engthandstabilitytheories．Thenewtheoreticalmodelscanbetterreflectthemechanica】characteristicsanddeformationmodesofactualcasesandhaveagoodstratumadaptability。收稿13期：2011—01—20；收到修改稿13期：2011—04—20．基金项目：北京市科技计划项目(D08O5O6oo39O803、D08050600390804)．第一作

8、者简介：罗富荣，主要从事城市轨道交通工程方面的管理和研究工作．Email：gblfrlsc@sohu．toni19(3)罗富荣等：基于强度与稳定性的端头加固理论模型及敏感性分析Meanwhile，inordertocertifyitsrationality·ofimprovedstrengthmodel，thetwostrengthmodelshavebeenputintouseforcalculatingone