淤泥地层中压入式沉井挤土效应的有限元分析

doi:10.3973/j.issn.2096-4498.2019.12.008

中国科学引文数据库（CSCD）来源期刊
中文核心期刊中文科技核心期刊
Scopus RCCSE中国核心学术期刊
美国EBSCO数据库俄罗斯《文摘杂志》
《日本科学技术振兴机构数据库（中国）》

隧道建设（中英文） ›› 2019, Vol. 39 ›› Issue (12): 1981-.DOI: 10.3973/j.issn.2096-4498.2019.12.008

淤泥地层中压入式沉井挤土效应的有限元分析

易　琼¹, 廖少明^{1, ∗}, 朱继文², 徐伟忠²

(1. 同济大学地下建筑与工程系, 上海　 200092; 2. 上海城建市政工程(集团)有限公司, 上海　 200065)

收稿日期:2019-06-02 出版日期:2019-12-20 发布日期:2019-12-20
作者简介:易琼(1996—),男,海南儋州人,同济大学建筑与土木工程专业在读硕士,主要研究方向为隧道及沉井等地下工程施工控制。 E-mail: yiqiong@tongji.edu.cn。 ?通信作者: 廖少明, E-mail: liaosm@126.com。
基金资助:
上海市科委项目(18DZ1205404); 国家重点基础研究发展计划(973计划)项目(2015CB057806)

Finite Element Analysis of Soil Squeezing Effect Induced by Press-in Caisson in Muddy Ground

YI Qiong¹, LIAO Shaoming^{1, ∗}, ZHU Jiwen², XU Weizhong²

(1. Department of Geotechnical Engineering, Tongji University, Shanghai 200092, China; 2. Shanghai Urban Construction Municipal Engineering (Group) Co., Ltd., Shanghai 200065, China)

Received:2019-06-02 Online:2019-12-20 Published:2019-12-20

摘要/Abstract

摘要：

针对淤泥地层中压入式沉井下沉所产生的挤土效应及其环境影响问题,结合某超深地下车库工程,分析沉井压入挤土引起的土体变形机制,并采用耦合欧拉-拉格朗日(CEL)法对下沉过程进行模拟,重点研究压入式下沉所引起的挤土效应。研究结果表明: 1)从土体位移来看,压入式沉井下沉挤土将引起地层发生4种典型变形,分别为井内土塞区的土体上拱、井边沉降区的土体被带动下沉、稍远的主要隆起区的土体受挤压向上隆起及再远处的次要隆起区的土体隆起幅度逐渐减小; 2)下沉速度越快,竖向挤土效应越大而水平挤土效应越小,刃脚挤压应力也越大,而当下沉速度为0.2~0.3 m/d时挤土效应最小; 3)土体压缩模量增大,竖向和水平的挤土效应都会增大,且压缩模量小于2.03 MPa时挤土效应较小; 4)隔离桩可以较好地限制挤土效应引起的土体位移, 但相应地也会使挤压应力增大; 5)为控制挤土效应,建议沉井压入下沉过程中遇到高压缩性的软弱地层时以压入为主,而在遇到相对较坚硬的地层时则应更多进行井内取土辅助压入。

关键词: 压入式沉井, 淤泥地层, 挤土效应, CEL, 数值模拟

Abstract:

In order to investigate the soil squeezing effect induced by press-in caisson sinking in muddy ground, the mechanism of soil displacement caused by soil squeezing is analyzed, and then the coupled Eulerian-Lagrangian (CEL) method is used to simulate the process of caisson sinking based on an ultra-deep underground garage project. In this way, the soil squeezing effect of press-in caisson and its influencing factors are studied. The study results show that: (1) The ground deformation caused by sinking can be classified into 4 types, i.e. soil plug, settlement, major heave and minor heave. (2) The faster the sinking speed, the greater the vertical squeezing effect, the smaller the horizontal squeezing effect and the larger the press stress; and the soil squeezing effect is the smallest when the sinking speed is 0.2-0.3 m/d. (3) The increase in compressive modulus of soil will lead to the growth of both vertical and horizontal squeezing effects; and the soil squeezing effect is rather small when the compressive modulus is less than 2.03 MPa. (4) The isolation piles can greatly limit the soil displacement caused by soil squeezing effect, but the press stress will also increase significantly as a result. (5) To control the soil squeezing effect, it is suggested to gently press-in caisson in soft ground with high compressibility and take digging inside caisson as an auxiliary measure in harder ground.

Key words: press-in caisson, muddy ground, soil squeezing effect, CEL, numerical simulation

中图分类号:

U 45

易　琼, 廖少明, 朱继文, 徐伟忠. 淤泥地层中压入式沉井挤土效应的有限元分析[J]. 隧道建设, 2019, 39(12): 1981-.

YI Qiong, LIAO Shaoming, ZHU Jiwen, XU Weizhong. Finite Element Analysis of Soil Squeezing Effect Induced by Press-in Caisson in Muddy Ground[J]. Tunnel Construction, 2019, 39(12): 1981-.

[1]	孙希波, 刘宏翔, 李鹏飞, 郭彩霞. 隧道穿越富水断层隔水岩体冲切剪切破坏研究[J]. 隧道建设, 2022, 42(6): 984-993.
[2]	朱叶艇, 张子新, 朱雁飞. 不同边界条件对异形盾构管片接头力学性能的影响研究[J]. 隧道建设, 2022, 42(6): 1003-1013.
[3]	肖明清, 虞雄兵, 薛光桥, 张超勇. 考虑击穿水压的双道密封垫防水机制研究[J]. 隧道建设, 2022, 42(5): 791-797.
[4]	王国安, 王超峰, 陈桥, 张文新. 海底隧道极软极硬复合地层超大直径盾构掘进方法研究[HJ0][HJ] [HT3H][JZ]——以汕头海湾隧道工程为例[J]. 隧道建设, 2022, 42(5): 892-899.
[5]	袁鹏, 魏力峰, 贺小宾. 超大直径盾构近接侧穿临堤桥梁桩基变形控制研究——以济南济泺路穿黄隧道工程为例 [J]. 隧道建设, 2022, 42(5): 907-916.
[6]	王士民, 彭小雨, 陈兵, 王先明, 阮雷. 上软下硬地层盾构隧道围岩应力释放率研究[J]. 隧道建设, 2022, 42(4): 594-601.
[7]	陶连金, 曹乾坤, 石城, 丁鹏. 场地类别对装配式地铁车站结构地震响应的影响[J]. 隧道建设, 2022, 42(3): 378-387.
[8]	彭智勇, 杨秀仁, 黄美群, 林放, 杨明. 预制装配式地下车站结构施工阶段力学行为分析[J]. 隧道建设, 2022, 42(3): 398-405.
[9]	张国伟, 李德武, 雷啸天. 适用于隧道机械化施工的折叠式钢拱架及立拱关键技术研究[J]. 隧道建设, 2022, 42(3): 445-450.
[10]	陶连金, 黄琳昆, 石城, 张乃嘉. 超大跨度扁平地下洞室变形控制标准研究[J]. 隧道建设, 2022, 42(1): 9-15.
[11]	王明年, 刘轲瑞, 张艺腾, 杨恒洪, 于丽. 钢拱架锈蚀作用下型钢混凝土梁抗弯承载力研究[J]. 隧道建设, 2022, 42(1): 26-32.
[12]	刘国强, 刘彬, 张庆明, 张瑞琳, 黄锋, 童小东. 岩溶隧道光面爆破参数优化及其应用研究[J]. 隧道建设, 2021, 41(S2): 50-57.
[13]	李鹏飞, 李康宁, 赵晓勇, 赵勇, 刘建友. 基于层次分析法的铁路隧道装配式二次衬砌分块方案研究[J]. 隧道建设, 2021, 41(S2): 92-99.
[14]	吴斌, 杨建平, 袁松, 王峰, 戴开来. 蛇型曲线公路隧道风流分布及沿程阻力特征研究[J]. 隧道建设, 2021, 41(S2): 123-128.
[15]	张青, 王洪超, 赵耀, 邵靖淇, 高子明, 张连震, 陈健, 王宠, 于雷. 新建隧道近距离小角度斜下穿既有隧道稳定性分析——以青岛地铁8号线隧道工程为例 [J]. 隧道建设, 2021, 41(S2): 199-208.

淤泥地层中压入式沉井挤土效应的有限元分析

Finite Element Analysis of Soil Squeezing Effect Induced by Press-in Caisson in Muddy Ground

PDF

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

参考文献

相关文章 15

编辑推荐

Metrics

本文评价