砂卵石地层区间隧道盾构施工数值模拟及盾构选型研究

摘要

随着城市的快速发展，地面空间利用率相当饱和的情形下，地下空间的利用成为了热点，尤其是城市轨道交通的建设更为突出。地层条件及周围环境对施工技术的要求越来越高，在城市轨道交通隧道建设中，盾构法以其独特的优点被广泛采用。
　　在砂卵石地层中，粘粒含量少，颗粒与颗粒之间通过点-点接触和点-点传力，具有离散性，极易受扰动而变位。本文以长沙市轨道交通一号线一期工程第七标铁道学院～新建西路区间盾构隧道工程为依托，以颗粒离散元为技术手段，主要的主要研究如下:
　　(1)建立了颗粒的离散元的力学模型，并且确定建立数值模型需要的参数。通过研究离散元理论，在此基础上提出离散元模型参数的标定方法，利用标定方法来确定离散元模型的模型参数。
　　(2)建立了盾构掘进过程的颗粒离散元模型，探讨上、下坡条件对极限支护压力的影响和确定案例工程地质条件下的合理极限支护压力。
　　(3)通过了改变掘进面支护压力，研究砂卵石地层盾构掘进面的失稳机理。
　　(4)选取砂卵石地层区段的监控数据，进行分析和评价，验证了沉降的发展规律。
　　(5)对长沙市轨道交通一号线第七标的砂卵石地层区间盾构选型研究，并对盾构的适应性做出评价和同步注浆工艺进行阐述，以期对工程实践做出指导意义。