基于改进壳-柱模型的盾构隧道饱和地基动应力解

来源：同济大学学报·自然科学版杂志2016年第9期北京时间：

作者：狄宏规

单位：同济大学,同济大学,同济大学,同济大学

摘要：针对现有壳柱模型无法考虑盾构隧道壁后注浆层的问题，分别采用无限长的双层圆柱壳模拟盾构隧道衬砌和壁后注浆层，中空圆土柱模拟饱和地基，基于Flügge圆柱壳理论和Biot波动理论，结合边界条件，求解隧道内作用固定简谐荷载时饱和地基中的动应力，并分析其分布规律及注浆层对土体动应力的影响.结果表明：隧道注浆层底部土体径向正应力τrr和孔压Pf幅值随着与荷载的轴向距离增大而减小，剪应力τrz随距离增加先增大后减小，至3D(隧道直径)时地基动应力接近于0；土体的渗透性越差，径向正应力和孔压幅值越大，但当土体渗透系数k小于10-5 m?s-1时，渗透系数的进一步减小对地基动应力幅值的影响不大；隧道壁后注浆层能减小土体径向正应力和孔压(约5%~8%)；注浆层下方同一点土体径向正应力和孔压幅值均随着注浆层厚度增加而线性减小；而注浆层的弹性模量在一定范围内(50~650 MPa)变化时对其几乎无影响.

关键词：盾构隧道, 饱和土, 注浆层, 地基动应力

基金资助：国家自然科学基金(No. 51478353)