复合地层中双护盾TBM与围岩相互作用机制三维数值模拟研究

作     者：程建龙 杨圣奇 杜立坤 温森 张建毅 CHENG Jianlong;YANG Shengqi;DU Likun;WEN Sen;ZHANG Jianyi

作者机构：中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室江苏徐州221116 长春黄金设计院工程建设监理部吉林长春130012 河南大学土木建筑学院河南开封475004 中铁隧道勘测设计院有限公司天津300133 

基　　金：国家重点基础研究发展计划(973)项目(2014CB046905) 

出 版 物：《岩石力学与工程学报》 (Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering)

年 卷 期：2016年第35卷第3期

页      码：511-523页

摘      要：为研究复合地层中双护盾TBM与围岩之间的相互作用机制,采用FLAC3D建立完整的TBM模型,研究复合地层中以下几种情况对TBM掘进时围岩变形及护盾所受接触力和摩擦阻力的影响:地层(1)为断面内上软下硬、上硬下软;地层(2)为沿洞线方向具有不同软岩长度;地层(3)为沿洞线方向具有不同软硬交替厚度。同时,将不均匀间隙作为函数引入护盾压力计算式中。得出地层(1)条件下受不均匀间隙的影响,围岩纵轴向剖面位移(LDP)曲线自下而上先后与护盾接触,接触部位主要位于隧道腰部及以下区域,接触压力主要集中在前、后盾中后方,且前盾尾部压力值最大;地层(2)条件下,护盾所受摩阻力随软岩长度的增加逐渐增大并最终趋于稳定;地层(3)条件下TBM前后护盾所受摩阻力呈周期性波动,其变化规律与围岩位移曲线变化频率基本对应。而且不论地层(2)或地层(3)中,围岩LDP曲线形态都不同于均匀地层。这些认识对于进一步研究复合地层中TBM与围岩的相互作用及预测卡机有重要意义。

主 题 词：数值模拟 复合地层 双护盾TBM 不均匀间隙 卡机机制 

学科分类：07[理学] 070102[070102] 0701[理学-数学类] 

核心收录：

D　O　I：10.13722/j.cnki.jrme.2015.0693

馆 藏 号：203966924...