干砂盾构隧道开挖面主动极限支护压力计算

doi:10.12068/j.issn.1005-3026.2018.09.026

东北大学学报:自然科学版 ›› 2018, Vol. 39 ›› Issue (9): 1348-1352.DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2018.09.026

干砂盾构隧道开挖面主动极限支护压力计算

程诚¹，赵文¹，程超楠¹，李飞²

(1. 东北大学资源与土木工程学院，辽宁沈阳110819; 2. 中铁九局集团有限公司西安分公司，陕西西安710000)

收稿日期:2017-02-24 修回日期:2017-02-24 出版日期:2018-09-15 发布日期:2018-09-12
通讯作者: 程诚
作者简介:程诚(1992-)，男，安徽安庆人，东北大学博士研究生；赵文(1962-)，男，内蒙古乌兰察布人，东北大学教授，博士生导师.冯明杰(1971-)，男，河南禹州人，东北大学副教授; 王恩刚(1962-)，男，辽宁沈阳人，东北大学教授，博士生导师.
基金资助:
国家自然科学基金资助项目(51578116).国家自然科学基金资助项目(51171041).

Calculation on Active Limit Support Pressure of Shield Tunnel Excavation Face in Dry Cohesionless Soil

CHENG Cheng¹， ZHAO Wen¹， CHENG Chao-nan¹， LI Fei²

1. School of Resources & Civil Engineering， Northeastern University， Shenyang 110819， China; 2.Branch Corporation in Xi’an of China Railway 9th Bureau Group Corporation， Xi’an 710000， China.

Received:2017-02-24 Revised:2017-02-24 Online:2018-09-15 Published:2018-09-12
Contact: ZHAO Wen
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摘要/Abstract

摘要： 隧道开挖面支护压力的合理选取是维持开挖面稳定性的重要条件，本文基于筒仓理论与三维楔形体计算模型，假设开挖面破坏区滑动块为一个由部分球体与半圆台组成的弧形楔形体，滑动块上部为半圆柱体.采用Terzaghi松动土压力与Rankine主动土压力计算方法和滑动块受力平衡，推导出干砂条件下开挖面主动极限支护力计算公式.由案例分析可知，该公式计算结果小于魏纲和三维楔形体模型计算结果，且更接近Chambon 离心模型试验结果，并针对计算误差探讨了该计算公式局限性因素.

关键词: 盾构隧道, 干砂, 三维楔形体模型, 主动极限支护压力, 计算误差

Abstract: Reasonable calculation on the support pressure of tunnel face is important for tunnel stability. Based on the silo theory and the 3D wedge model， the sliding block ahead of the face was assumed as an arc wedge composed by part of a sphere and half a circular truncated cone; and the upper silo of the sliding block is assumed as half a cylinder. The active limit face support pressure on the excavation face in dry cohesionless soil was derived based on the equilibrium of the sliding block according to the equations of Terzaghi loose earth pressure and Rankine active earth pressure. The calculation results from the proposed equation are less than that from Wei Gang’s model and the 3D wedge model， but is close to the results by Chambon’s centrifuge model tests. The restrictions of this method was discussed through calculation error analysis.

Key words: shield tunnel, dry cohesionless soil, 3D wedge model, active limit face support pressure, calculation error

中图分类号:

TU473

程诚，赵文，程超楠，李飞. 干砂盾构隧道开挖面主动极限支护压力计算[J]. 东北大学学报:自然科学版, 2018, 39(9): 1348-1352.

CHENG Cheng， ZHAO Wen， CHENG Chao-nan， LI Fei. Calculation on Active Limit Support Pressure of Shield Tunnel Excavation Face in Dry Cohesionless Soil[J]. Journal of Northeastern University Natural Science, 2018, 39(9): 1348-1352.

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Calculation on Active Limit Support Pressure of Shield Tunnel Excavation Face in Dry Cohesionless Soil

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