基于楔形体理论的市政管网超大直径钢顶管施工开挖面极限支护压力研究
梁斌1
房鹏帅1
李文杰1
耿弈2
唐刚2
1.河南科技大学 土木工程学院,河南 洛阳 4710232.中交二公局第四工程有限公司,河南 洛阳 471013
摘要：针对极限支护压力不足引起的市政管网超大直径钢顶管施工开挖面失稳破坏问题,分析了开挖面失稳破坏的动态过程,改进既有楔形体-棱柱体模型,利用极限平衡法,提出一种市政管网超大直径钢顶管施工开挖面极限支护压力计算方法.以深圳市某超大直径钢顶管工程为背景,研究了极限支护压力与滑裂面倾角、梯形底角的变化规律,并给出了两者的理论建议值;探讨了影响顶管施工开挖面极限支护压力的控制参数.研究结果表明:当支护压力比分别为0.40和0.15时,开挖面分别处于失稳临界状态和失稳极限状态.开挖面破坏模式符合楔形体-梯形体计算模型.开挖面极限破裂角等于43°,最大梯形底角为79.5°.开挖面极限支护压力随着土体内摩擦角和黏聚力的增大而减小,当摩擦角大于27.5°时,开挖面处于稳定状态;随着顶管埋深直径比增大,开挖面极限支护压力逐渐增加,当埋深直径比大于2.2时,极限支护压力趋于稳定.
关键词：市政管网超大直径钢顶管施工楔形体理论滑动面破裂角极限支护压力控制参数
分类号：U455(隧道工程)
资助基金：国家自然科学基金(U1604135)中交第二公路工程局有限公司重点科技研发项目(2020-5-19)河南省科技厅产学研合作项目(2015HNCXY011)
论文发表日期：2023-08-25
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：10( 75-84 )