考虑刀盘摩阻因素的盾构施工引起地层横向位移分析

来源：中国血液净化杂志2018年第10期北京时间：

作者：武崇福, 魏超, 曹海莹, 胥刘奇, 荚颖

单位：燕山大学 建筑工程与力学学院, 河北 秦皇岛 066004

摘要：为了全面和准确地计算盾构施工引起的地层横向总位移值，依据弹性力学Mindlin解，在已有研究的基础上，增加考虑面板式及辐条式刀盘的摩擦力对地层横向位移的影响，给出刀盘的简化计算模型，通过坐标转化和积分的方法分别推导2种结构形式刀盘正面及圆周面摩擦力产生的地层横向位移计算公式，并采用位移叠加的方法，给出盾构施工引起地层横向总位移计算公式，并对已有工程算例计算和分析，将结果与实测值对比。结果表明：计算结果可以反映盾构施工阶段地层横向变形的特点；在盾尾附近的一定范围内，同步注浆压力和盾壳摩擦力对地层横向位移的影响程度较大，为主要影响因素；在刀盘附近的一定范围内，盾壳摩擦力，刀盘圆周面环向摩擦力和刀盘正面摩擦力对地层横向位移的影响程度不可忽略；各因素产生的地层横向位移值随着深度的增加而衰减并向深层土体逐渐扩散；地层横向位移值受刀盘不同结构形式的影响程度较小，分布规律相仿；在刀盘推进面周围的一定范围内，地层横向总位移值正负区域的分布与刀盘的旋转方向有关。

关键词：隧道工程,横向位移,Mindlin解,刀盘,盾构施工

基金资助：国家自然科学基金项目（51308486）；河北省自然科学基金青年科学基金项目（D2016203329）