浅埋隧道冻结法施工地表冻胀融沉规律及冻结壁厚度优化研究

作     者：郑立夫 高永涛 周喻 田书广 ZHENG Li-fu;GAO Yong-tao;ZHOU Yu;TIAN Shu-guang

作者机构：北京科技大学金属矿山高效开采与安全教育部重点实验室北京100083 中铁十六局集团有限公司北京100018 

基　　金：国家自然科学基金(No.51674015) 中央高校基本科研业务费专项资金(No.FRF-TP-18-016A3) 

出 版 物：《岩土力学》 (Rock and Soil Mechanics)

年 卷 期：2020年第41卷第6期

页      码：2110-2121页

摘      要：浅埋隧道对地表冻胀、融沉变形有严格要求。针对珠机城际轨道交通项目联络通道冻结壁设计改进问题,基于热-力耦合理论,利用有限差分数值计算方法对冻结法施工全过程进行模拟,通过比较研究不同厚度冻结壁模型引起的地表冻胀、融沉变形及隧道管片变形规律,实现冻结壁厚度的优化设计。研究表明:(1)该数值模型可有效模拟地表冻胀、融沉变形,利用已查明数值误差对计算结果进行折减可得到较为准确的实际变形预测值;(2)不同模型地表冻胀、融沉规律大致相同,但变形量及影响范围随冻结壁厚度减小呈递减趋势,当冻结壁厚度为2.5 m及以下时变形基本满足规程要求;(3)土体冻胀、融沉变形并非简单的互逆过程,融沉变形通常大于冻胀变形,平均超出量达40%,应特别注意;(4)冻结壁厚度越大相应产生的冻胀力越大,通过优化冻结壁厚度可有效控制隧道管片附加应力及变形的产生,保护已建隧道结构安全;(5)综合选定2.5 m为冻结壁改进厚度,成果直接应用于4#联络通道冻结法施工,经现场监测表明该优化方案有效、可行,对类似工程冻结壁厚度设计具有较好的推广应用价值。

主 题 词：浅埋隧道 冻胀、融沉变形 热-力耦合理论 冻结壁 厚度优化 

学科分类：081406[081406] 08[工学] 0818[工学-交通运输类] 0815[工学-矿业类] 0903[农学-动物生产类] 0813[工学-化工与制药类] 0901[农学-植物生产类] 0814[工学-地质类] 082301[082301] 0823[工学-农业工程类] 

核心收录：

D　O　I：10.16285/j.rsm.2019.1102

馆 藏 号：203955960...