| 上覆富水砂层地铁隧道掌子面变形特征数值试验研究? |
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| 引用本文： | 张红军,张太平,王奎峰,许艳,王薇,王强,张龚.上覆富水砂层地铁隧道掌子面变形特征数值试验研究?[J].防灾减灾工程学报,2023,43(6):1454-1462. |
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| 作者姓名： | 张红军 张太平 王奎峰 许艳 王薇 王强 张龚 |
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| 作者单位： | 山东省地质科学研究院，山东 济南， 250013 ；自然资源部金矿成矿过程与资源利用重点实验室，山东 济南， 250013 |
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| 基金项目： | 山东省自然科学基金项目（ZR2019BEE021）资助 |
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| 摘 要： | 为研究地铁隧道在上覆富水砂层下的变形特征，以典型上覆富水砂层隧道—青岛地铁 2 号线啤—苗区间为工程研究背景，采用 FLAC 3D 数值模拟软件对不同富水砂层厚度与隔水层厚度工况下隧道掌子面位移、塑性区变化特征进行了研究分析。研究结果表明：隔水层厚度是影响掌子面是否发生涌水涌砂的主控因素，在开挖过程中应时刻注意富水砂层距离隧道顶板的安全距离，临界隔水层的厚度为 3 m。同时，当隔水层厚度越大、富水砂层厚度越小时，掌子面变形就会越小。以临界工况为研究对象，通过分析开挖过程中隧道拱顶—拱腰—掌子面应力和位移变形规律，引入了位移释放系数和应力释放率两参数来揭示围岩与掌子面在隧道开挖过程中的影响关系。通过进一步拟合掌子面失稳破坏预测方程，得到了掌子面变形释放率拐点先于同一断面围岩径向变形且发生在开挖到目标断面之前的重要结论，因此在实际隧道开挖过程中应将掌子面的变形作为首选敏感监测指标。研究结果可为该不良地质条件下隧道掌子面稳定性和预加固时机选择提供一定的理论指导。
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| 关 键 词： | 富水砂层 数值试验 隧道掌子面 变形特征 |
| 收稿时间： | 2022/10/9 0:00:00 |
| 修稿时间： | 2023/4/12 0:00:00 |
Numerical Experimental Study on Deformation Characteristics of Metro Tunnel Excavation Surface with Overlying Water-rich Sand Layer |
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| ZHANG Hongjun,ZHANG Taiping,WANG Kuifeng,XU Yan,WANG Wei,WANG Qiang,ZHANG Gong.Numerical Experimental Study on Deformation Characteristics of Metro Tunnel Excavation Surface with Overlying Water-rich Sand Layer[J].Journal of Disaster Prevent and Mitigation Eng,2023,43(6):1454-1462. |
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| Authors: | ZHANG Hongjun ZHANG Taiping WANG Kuifeng XU Yan WANG Wei WANG Qiang ZHANG Gong |
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