盾构掘进开挖面前方产生超孔隙水压力的分析

摘要

基于弹性力学的Mindlin解,采用数值积分方法,求得盾构掘进时切口处正面推力、盾壳对周围土体摩擦力及盾尾同步注浆作用在土体中产生的附加应力；考虑土体附加应力影响,计算得出一般空间应力条件下,盾构周围土体主应力变化；根据Henkel提出的主应力变化产生超孔隙水压力计算公式,得到在盾构推进过程中,开挖面前方不同位置处产生超孔隙水压力计算公式.结合算例,分析在正面推力、盾壳摩擦力及盾尾注浆压力等施工因素作用下,开挖面前方一定范围内超孔隙水压力分布情况.分析表明:在基本假定及相关取值前提下,上述3个施工因素在开挖面前方不同位置产生的超孔隙水压力,在分布规律及影响范围方面较为相似,越靠近开挖面超孔隙水压力越大,且衰减速度越快；但在具体量值上有所差别,盾壳摩擦力产生的超孔隙水压力最大,正面推力次之,盾尾注浆压力最小.