溫州淺埋暗挖過街地道軟粘土靜動力特性試驗及施工環(huán)境效應研究.pdf

1、近年來，由于地下工程施工造成對周圍環(huán)境影響的工程事故不勝枚舉，這方面問題的研究已成為當前巖土工程領域關注的研究熱點課題之一。
　　其中，淺埋暗挖過街地道建設與常見地鐵隧道開挖工程有所不同，地道工程一般屬于淺埋甚至超淺埋結構，覆土淺、無自承能力，同時結構又受地面交通荷載的循環(huán)往復作用；加之，溫州廣泛分布深厚淤泥質粘土地層，土質差、施工風險大，地面為鬧市區(qū)交通要道，沉降控制要求嚴格，這些因素都為軟土地層人行過街地道淺埋暗挖施工增添不少

2、困難。解決此難題需要圍繞淺埋暗挖過街地道開展三方面研究:飽和軟粘土靜動力特性、淺埋暗挖施工環(huán)境效應分析、淤泥地層注漿改良方法。
　　本文依托溫州附二醫(yī)淺埋暗挖過街地下通道工程項目，從室內試驗、數值模擬、現場監(jiān)測及試驗這3方面，展開研究。具體內容有:
　　1.使用GDS靜動三軸試驗系統(tǒng)，進行了固結不排水三軸剪切試驗、K0固結三軸壓縮和拉伸試驗，得到了不同圍壓下，豎向偏應力、孔壓隨軸向應變的發(fā)展規(guī)律、常圍壓下孔壓-應變關系計算公

3、式，建立起不同應力路徑下孔壓變化表達式;通過淤泥回彈變形試驗，得到了初始卸荷模量與平均固結壓力、與應力路徑的關系以及模量計算公式;根據隧道和豎井開挖時土層應力路徑分區(qū)，選用HS土體本構模型，用于后續(xù)PLAXIS分析，通過三軸排水實驗、直剪試驗確定土體HS本構模型參數。
　　2.利用GDS動三軸與壓電陶瓷彎曲元聯合設備，進行了一系列應力或應變控制的循環(huán)動三軸試驗，研究了飽和軟粘土在幅值相對較大的循環(huán)應力歷史影響下小應變剪切模量的變化

4、規(guī)律，指出了循環(huán)圍壓與循環(huán)偏應力耦合應力路徑對G/Gmax～γ衰減規(guī)律的影響表現為:循環(huán)圍壓的存在影響了骨干曲線的高度。
　　3.使用循環(huán)圍壓動三軸設備，進行了基于應力控制的逐級加載試驗，揭示了循環(huán)圍壓與循環(huán)偏應力耦合應力路徑對飽和軟土動模量的影響規(guī)律;并通過Hardin-Drnevich公式和Stokoe公式擬合對比，發(fā)現Hardin-Drnevich公式不能考慮應力路徑斜率的影響，而Stokoe公式可以較好的對不同應力路徑下動

5、模量衰減規(guī)律進行擬合;并在Stokoe公式的基礎上，建立起考慮循環(huán)圍壓和循環(huán)偏應力耦合應力路徑的等效線性本構模型。
　　4.對溫州附二醫(yī)淺埋暗挖過街地道施工過程，通過PLAXIS軟件，對豎井和頂管隧道的開挖加以分析，并通過簡單算例以及與現場監(jiān)測值比較驗證模型可靠性，對豎井從支撐錨桿軸向剛度、地下連續(xù)墻抗彎剛度、土體擾動程度等因素，對頂管隧道從地下通道管壁剛度、施工荷載、土體擾動程度等因素，分析對施工環(huán)境效應影響的規(guī)律性。