盾構(gòu)土壓力計(jì)算-在線瀏覽
2025-07-03 07:11本頁(yè)面
【正文】 ⅡⅠ水平松動(dòng)壓力σa0（0～1/6）q（1/6～1/3）q（1/3～1/2）q（1/2～1）q靜止土壓為原狀的天然土體中，土處于靜止的彈性平衡狀態(tài)，這時(shí)的土壓力為靜止土壓力。.σz=k。為側(cè)向土壓力系數(shù), k。計(jì)算地面以下深度為z處的地層自重應(yīng)力σz，等于該處單位面積上土柱的質(zhì)量。h i——第i層土的厚度，m。靜止側(cè)向土壓力系數(shù)k。=～。=～。φ、φ’為土的有效內(nèi)摩擦角。在淺埋隧道的施工過程中，由于施工的擾動(dòng)，改變了原狀的天然土體的靜止的彈性平衡狀態(tài)，從而使刀盤前方土體產(chǎn)生主動(dòng)或被動(dòng)土壓力。當(dāng)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(qiáng)度得到充分發(fā)揮，此時(shí)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(dòng)極限平衡狀態(tài)。如下圖所示：在盾構(gòu)機(jī)推進(jìn)時(shí)，由于推力（土壓力）設(shè)置偏高，刀盤對(duì)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(dòng)的趨勢(shì)，為了抗拒土體向上滑動(dòng)的趨勢(shì)的產(chǎn)生，土體中的抗剪力逐漸增大。與此相應(yīng)的土壓力稱為被動(dòng)土壓力Ep。當(dāng)盾構(gòu)機(jī)推力偏小，土體處于向下滑動(dòng)的極限平衡狀態(tài)，具體如下圖所示：此時(shí)土體內(nèi)的豎直應(yīng)力σz相當(dāng)于大主應(yīng)力σ1，水平應(yīng)力σa相當(dāng)于小主應(yīng)力σa。畫出土體的應(yīng)力圓，此時(shí)水平軸上σ3處的E點(diǎn)與應(yīng)力圓在抗剪強(qiáng)度線切點(diǎn)M的連線和豎直線間的夾角β為破裂角。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(dāng)盾構(gòu)機(jī)的推力偏大，土體處于向上滑動(dòng)的極限平衡狀態(tài)，具體如下圖所示：此時(shí)刀盤前方的土壓力σp相當(dāng)于大主應(yīng)力σ1，而豎向應(yīng)力σz相當(dāng)于小主應(yīng)力σa。此時(shí)作用在刀盤上的土壓力σp即土體的被動(dòng)土壓力。+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(dāng)?shù)叵滤桓哂谒淼理敳?，由于地層中孔隙的存在，從而形成?cè)向地下水壓。在計(jì)算水壓力時(shí)，由于地下水在流經(jīng)土體時(shí)，受到土體的阻力，引起水頭損失。在掘進(jìn)過程中，由于刀盤并非完全開口，而是中間有70～80％的支擋結(jié)構(gòu)，隨著刀盤的不斷往前推進(jìn)，土倉(cāng)內(nèi)的壓力介于
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