液化区砂土固结沉降对高速铁路盾构隧道的影响
2021-06-07霍永鹏陆志明齐春郑长青张益瑄晏启祥
铁道建筑 2021年5期
霍永鹏 陆志明 齐春 郑长青 张益瑄 晏启祥
1.西南交通大学交通隧道工程教育部重点实验室,成都 610031;2.中铁二院工程集团有限责任公司,成都 610031
在高速铁路隧道修建过程中,受各种因素限制,部分区段不可避免地将要穿越可液化地层。可液化地层中的隧道在地震荷载作用下易遭受破坏[1-2],如1995年日本Kobe地震、1999年土耳其Duzce地震、1976年中国唐山地震、2008年中国汶川地震[3]等,都出现了富水砂土场地液化的现象。液化土体的超孔隙水压力会随时间消散,使土体发生固结沉降,造成隧道结构破坏,因此研究可液化土层中盾构隧道的力学特性具有重要意义。
液化区地下结构的力学特性引起了众多学者的关注和研究。林均岐等[4]以输油管道为研究对象,对液化土的弹簧刚度、管道的初始变形、液化区长度、管道的初始轴力、管道材料、管道半径作单变量分析,得出了相应的结论。陈艳华等[5]对液化土中弯管道的力学特性进行研究,用ADINA建立了管土接触的土弹簧分析模型,得出了弯头各参数对管道应力的影响。郑刚等[6]应用有限差分软件FLAC 2D,建立了饱和砂土中土体和地下矩形隧道结构相互作用分析模型,分析了地下结构在地震过程中超孔隙水压力、加速度、上浮位移以及结构周围土体的变形规律。
综上,在研究液化区地下结构的力学特性时,很少以大直径盾构隧道作为研究对象,且考虑盾构隧道接头作用的研究尚未发现。因此,本文采用ANSYS建立饱和砂土中土体和盾构隧道的三维模型,对隧道外径、衬砌厚度、非固结土类型和是否考虑接头进行单变量分析,得出的结论可为类似工程作参考。……
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