盾构隧道穿越液化地基上浮振动台试验分析

doi:10.3973/j.issn.2096-4498.2018.S2.009

隧道建设（中英文） ›› 2018, Vol. 38 ›› Issue (S2): 60-67.DOI: 10.3973/j.issn.2096-4498.2018.S2.009

盾构隧道穿越液化地基上浮振动台试验分析

彭加强¹，钟小春²，王奇²，甘鹏路^{1, *}

(1. 中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司，浙江杭州 311122; 2. 河海大学土木与交通学院, 江苏南京 210098)

收稿日期:2018-02-11 修回日期:2018-06-23 出版日期:2018-12-30 发布日期:2019-01-30
作者简介:彭加强(1982—)，男，重庆人，2007年毕业于北京科技大学，岩土工程专业，硕士，高级工程师，主要从事工程设计与管理研究工作。 Email: peng_jq@ecidi.com。 *通信作者：甘鹏路， Email: dennis19900828@163.com。
基金资助:
国家自然科学基金资助项目(51678217, 51378176)；浙江省自然科学基金资助项目(LQ18E080004)；华东勘测设计研究院科技项目(KY2014-02-38)

Analysis on Shaking Table Experiment forShield Tunnel through Liquefied Foundation

PENG Jiaqiang¹， ZHONG Xiaochun², WANG Qi², GAN Penglu^{1, *}

(1. PowerChina Huadong Engineering Corporation Limited, Hangzhou 311122, Zhejiang, China; 2. College of Civil and Transportation Engineering, Hohai University, Nanjing 210098, Jiangsu, China）

Received:2018-02-11 Revised:2018-06-23 Online:2018-12-30 Published:2019-01-30

摘要/Abstract

摘要：

随着城市地铁线路不断增加，可能出现盾构隧道穿越液化地层的现象。一旦发生地震，盾构隧道存在上浮破坏的潜在风险。为深入研究盾构隧道周边液化地层的动力响应，针对相同密实度砂土在3种不同峰值加速度作用下开展室内振动台试验，分析土体中超静孔压的发展特性和隧道上浮规律。结果表明： 1）砂土液化最先发生在地表及浅层土体处，随着深度增加砂土液化程度逐渐降低，即增加隧道埋深有利于降低隧道液化程度。2）模型试验揭示盾构隧道的上浮机制，即使液化地基未完全液化，当超静孔隙水压力引起的上浮力大于隧道残余上覆有效土压力与隧道重力之和时，隧道将出现上浮。设计时可从消除液化地基和增加隧道重力2个方面入手,提高盾构隧道的抗上浮能力，确保隧道结构在地震时的安全。

关键词: 盾构隧道, 砂土液化, 隧道上浮, 上浮机制, 抗浮设计

Abstract:

As metro lines keep increasing in large cities, shield tunnel crossing liquefied foundation may appear. The potential risk of floating damage exists in shield tunnels once earthquake occurs. In order to study the seismic response of the liquefied stratum around shield tunnel, several shaking table tests were carried out under three different peak accelerations. The developing characteristics of the excess pore pressure as well as the floating laws of the shield tunnel were analyzed. The experimental results indicates that: (1) The liquefied appears at the surface and in the shallow area of the saturated sand firstly, The degree of liquefaction decreased along with the increment of buried depth of the shield tunnel, which means increasing the depth of the tunnel can reduce the liquefaction; (2) The floating mechanism of shield tunnel can be revealed by the model experiment. Even if the foundation is not fully liquefied, the tunnel floating movement appears when the buoyancy caused by the excess pore water pressure is larger than the summation of the residual overburden pressure and tunnel gravity. The antifloating ability of shield tunnel can be improved by eliminating liquefaction foundation and increasing tunnel weight, which ensure the tunnel safety during the earthquake.

Key words: shield tunnel, sand liquefaction, tunnel uplift, floating mechanism, antifloating design

中图分类号:

U 451+.5

彭加强，钟小春，王奇，甘鹏路. 盾构隧道穿越液化地基上浮振动台试验分析[J]. 隧道建设, 2018, 38(S2): 60-67.

PENG Jiaqiang， ZHONG Xiaochun, WANG Qi, GAN Penglu. Analysis on Shaking Table Experiment forShield Tunnel through Liquefied Foundation[J]. Tunnel Construction, 2018, 38(S2): 60-67.

[1]	张力, 苏芮, 何川, 封坤, 方若全, 徐培凯. 纯压弯受力下大断面盾构隧道管片接头抗弯足尺试验研究[J]. 隧道建设, 2020, 40(7): 997-1003.
[2]	韩贇. 水下盾构隧道管片钻穿引起的涌水突泥治理技术研究[J]. 隧道建设, 2020, 40(7): 1049-1056.
[3]	张亚洲. 考虑密封垫表面工作状态的盾构隧道接缝防水能力数值模拟研究[J]. 隧道建设, 2020, 40(6): 813-820.
[4]	金跃郎, 丁文其, 肖明清, 孙文昊, 吴炜枫, 叶美锡, 涂新斌. 苏通GIL 综合管廊超高水压盾构隧道接缝防水性能试验研究[J]. 隧道建设, 2020, 40(4): 538-544.
[5]	杜闯东, 张　杰, 吴乐斌. 以色列特拉维夫地铁红线先隧后站施工技术应用[J]. 隧道建设, 2020, 40(4): 562-568.
[6]	张稳军, 丁超, 张成平, 姜坤. 不同错台量对复合型密封垫影响及长期防水预测[J]. 隧道建设, 2020, 40(3): 337-345.
[7]	WANG Baiquan, PENG Tao, SHANG Wei, XIE Tao. Design and Application of Automatic Forming Module of Shield Tunneling Steel Cage′s Plane Mesh（盾构管片钢筋笼平面网片自动成型模块设计与应用）[J]. 隧道建设, 2020, 40(3): 444-451.
[8]	张稳军, 丁超, 张高乐, 王祎, 上官丹丹, 姜坤. 盾构隧道管片接缝复合型密封垫选型设计研究[J]. 隧道建设, 2020, 40(2): 246-255.
[9]	朱瑶宏，高一民，董子博，柳献. 盾构法T接隧道结构受力足尺试验研究[J]. 隧道建设, 2020, 40(1): 9-18.
[10]	丁剑敏, 董子博, 莫振泽, 靳永福, 丁謇, 王乃龙 . 顶管法T接隧道现场试验研究分析 [J]. 隧道建设, 2020, 40(1): 28-34.
[11]	桑运龙, 刘学增, 张强. 基于螺栓-凹凸榫连接的地铁盾构隧道管片环缝接头刚度分析及应用 [J]. 隧道建设, 2020, 40(1): 19-27.
[12]	张勇, 马金荣, 陶祥令, 李阳. 地面堆载诱发下既有盾构隧道纵向变形的解析解 [J]. 隧道建设, 2020, 40(1): 66-73.
[13]	叶飞, 韩鑫, 牛若飞, 赵汝亮. 基于纵向沉降曲线的黄土地层盾构土舱压力分析[J]. 隧道建设, 2019, 39(S2): 53-59.
[14]	曹淞宇, 封坤, 刘迅, 肖明清, 李策, 孙文昊. 纵向力对盾构隧道管片结构内力分配机制的影响分析 ———以苏通GIL 电力管廊隧道工程为例[J]. 隧道建设, 2019, 39(S2): 154-162.
[15]	叶美锡, 丁文其, 陈俊伟, 金跃郎, 刘浩, 涂新斌. 盾构隧道管片接缝三元乙丙橡胶密封垫力学性能影响因素敏感度分析[J]. 隧道建设, 2019, 39(S2): 200-206.

盾构隧道穿越液化地基上浮振动台试验分析

Analysis on Shaking Table Experiment forShield Tunnel through Liquefied Foundation

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