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正文內(nèi)容

盾構(gòu)土壓力計算(編輯修改稿)

2025-06-12 07:11 本頁面
 

【文章內(nèi)容簡介】 機推進時,由于推力(土壓力)設(shè)置偏低,工作面前方的土體向盾構(gòu)機刀盤方向發(fā)生一個微小的移動或滑動,土體出現(xiàn)向下滑動的趨勢或,為了抗拒土體向下滑動的趨勢的產(chǎn)生,土體中的抗剪力逐漸增大。當土體中的側(cè)向應(yīng)力減小到一定的程度,使土體中的抗剪強度得到充分發(fā)揮,此時土體中的側(cè)向土壓力減小到最小值,土體處于極限平衡狀態(tài),即主動極限平衡狀態(tài)。與此相應(yīng)的土壓力稱為主動土壓力Ea。如下圖所示:在盾構(gòu)機推進時,由于推力(土壓力)設(shè)置偏高,刀盤對土體的側(cè)向應(yīng)力逐漸增大,刀盤前部的土體出現(xiàn)向上滑動的趨勢,為了抗拒土體向上滑動的趨勢的產(chǎn)生,土體中的抗剪力逐漸增大。土體處于另一極限平衡狀態(tài),即被動極限平衡狀態(tài)。與此相應(yīng)的土壓力稱為被動土壓力Ep。如下圖所示:. :根據(jù)盾構(gòu)機的特點及盾構(gòu)機施工的原理,結(jié)合我國鐵路隧道設(shè)計施工的具體經(jīng)驗,施工采用朗金理論計算主動土壓力與被動土壓力。當盾構(gòu)機推力偏小,土體處于向下滑動的極限平衡狀態(tài),具體如下圖所示:此時土體內(nèi)的豎直應(yīng)力σz相當于大主應(yīng)力σ1,水平應(yīng)力σa相當于小主應(yīng)力σa。水平應(yīng)力σa為維持刀盤前方的土體不向下滑移需要的最小土壓力,即土體的主動土壓力。畫出土體的應(yīng)力圓,此時水平軸上σ3處的E點與應(yīng)力圓在抗剪強度線切點M的連線和豎直線間的夾角β為破裂角。由圖可知:β=1/2∠ENM=1/2(90φ)=45176。φ/2σa=σa =σz tan2(45oφ/2)2ctan(45oφ/2) 式中,σz:深度為z處的地層自重應(yīng)力,c:土的粘著力,z:地層深度,φ:地層內(nèi)部摩擦角當盾構(gòu)機的推力偏大,土體處于向上滑動的極限平衡狀態(tài),具體如下圖所示:此時刀盤前方的土壓力σp相當于大主應(yīng)力σ1,而豎向應(yīng)力σz相當于小主應(yīng)力σa。畫出土體的應(yīng)力圓,當應(yīng)力圓與抗剪強度線相切時,刀盤前方的土體被破壞,向前滑移。此時作用在刀盤上的土壓力σp即土體的被動土壓力。破裂角β’由圖可知:β’ =1/2∠ENM=1/2(90+φ)=45176。+φ/2σp=σ1 =σz tan2(45o+φ/2)+2ctan(45o+φ/2)式中,σz:深度為z處的地層自重應(yīng)力,c:土的粘著力,z:地層深度,φ:地層內(nèi)部摩擦角當?shù)叵滤桓哂谒淼理敳浚捎诘貙又锌紫兜拇嬖?,從而形成?cè)向地下水壓。地下水壓力的大小與水力梯
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