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隧道建设(中英文) ›› 2023, Vol. 43 ›› Issue (1): 75-81.DOI: 10.3973/j.issn.2096-4498.2023.01.008
冯义1, 陈育民2
Experimental Study on Water GushingSand Bursting in Shield Tunnels Based on Transparent Soil
FENG Yi1, CHEN Yumin2
(1. China Railway First Survey and Design Institute Group Co., Ltd., Xi′an 710000, Shaanxi, China; 2. College of Civil and Transportation Engineering, Hohai University, Nanjing 210098, Jiangsu, China)
摘要:
针对饱和砂土地层盾构隧道施工中的突水涌砂灾害问题,以上海市轨道交通某盾构区间为研究背景,将自主研制的灾变可视化试验模型与透明土技术相结合,对砂土地层隧道顶部结构破损灾变过程的土体流动形态、土颗粒位移速度场进行试验研究。结果表明: 1)盾构隧道突水涌砂灾害发生后,隧道裂隙孔口上方部分区域的土颗粒密实度减小,砂土发生剪切破坏。2)在灾变前期,土颗粒竖向位移场呈椭圆状等值线分布,颗粒位移速度随与隧道中心水平距离的增加而非线性地衰减,当隧道埋深为2D(D为隧道直径)时,水平向影响范围为3D。3)随着灾变的发展,土颗粒位移速度先增大后减小,涌入隧道内的砂水混合物中土颗粒的体积分数占比持续减少,最大程度地还原了隧道突水涌砂后期的灾变现象。