砂卵石地层冻结施工冻胀效应及其对既有隧道的影响分析

作     者：王士民 彭小雨 王亚 王先明 何绪虎 WANG Shi-min;PENG Xiao-yu;WANG Ya;WANG Xian-ming;HE Xu-hu

作者机构：西南交通大学交通隧道工程教育部重点实验室成都610031 

基　　金：国家自然科学基金重大项目(51991394) 

出 版 物：《科学技术与工程》 (Science Technology and Engineering)

年 卷 期：2023年第23卷第8期

页      码：3446-3454页

摘      要：人工地层冻结法的实施会引起地层的冻胀,为了探究富水砂卵石地层冻胀特性及其对既有结构的扰动,首先阐述了土体冻胀的本质和温度与结构应力应变之间的关系,并依托洛阳轨道交通1号线塔湾站-史家湾站区间联络通道工程建立三维热力耦合数值模型,对砂卵石地层冻结期间的地层冻胀变化和既有隧道变形受力进行了数值计算分析。结果表明:冻结管降温使得冻结管周围地层中的水分冻结,土体体积膨胀,进而使联络通道设计位置上方地表出现隆起,且距联络通道中心的水平距离越近,隆起变形值就越大。地层的冻胀对既有双线隧道造成扰动,隧道结构变形主要表现为拱顶隆起、拱底下沉、靠近联络通道一侧的拱腰向隧道内侧产生横向变形,同时联络通道设计开口位置附近的管片结构出现应力集中现象。在整个冻结过程中,冻结前期设计加固区域地层的降温速率和低温扩散速率较快,地层冻胀效应变化显著,而到冻结后期受冻结范围影响地层冻胀变形和既有隧道变形的增幅均有所减小。

主 题 词：砂卵石地层 人工地层冻结法 冻胀 既有隧道 热力耦合 

学科分类：08[工学] 0823[工学-农业工程类] 

D　O　I：10.3969/j.issn.1671-1815.2023.08.038

馆 藏 号：203121251...