基于PFC2D的高填黄土减载明洞
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作者:
作者单位:

1.兰州交通大学;2.兰州交通大学 土木工程学院

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中图分类号:

TU443

基金项目:

国家自然科学基金资助项目(51668036,51868041);长江学者和创新团队发展计划(IRT_15R29);


The Analysis on Consolidation and Creep of Backfill Soil for Unloaded High-Filled Cut-and-Cover Tunnel Based on the PFC2D
Author:
Affiliation:

Lanzhou Jiaotong University

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    高填黄土明洞由于其埋置深,覆土高,洞顶竖向土压力大,往往导致洞顶纵向开裂,产生安全隐患,而在洞顶铺设虚土时,能够有效的减小洞顶土压力,改善结构受力,具有良好的减载效果。然而,黄土随时间的推移具有明显的固结蠕变特性,这将使虚土减载的高填明洞洞顶土压力环境发生改变,虚土自身的减载效果也将受到影响。本文通过PFC2D建立虚土减载的明洞模型,对明洞洞顶土压力,不同填方深度处的竖向土压力和竖向位移,填土表面沉降及土颗粒间接触力链随黄土 (填土和虚土) 固结蠕变的演化规律进行分析,以探究黄土固结蠕变对减载明洞周围土压力及竖向位移的影响。结果表明:采用虚土减载时,由于其压实度较低,压缩性较大,能够在土体内部激发土拱效应,起到有效的减载效果;随着土体的固结蠕变,土颗粒间的接触趋于紧密,压缩性降低,土拱效应逐渐消失,减载效果被削弱;伴随土体的固结蠕变,减载明洞各层的竖向土压力及竖向位移呈现先增大、后回调、最终稳定的特征;明洞顶的接触力链由稀疏变为密集,分布趋于均匀,说明固结蠕变促进了土体内部的应力重分布,土颗粒间接触更加紧密,各土层的应力分布趋于均匀;当土体固结蠕变达到基本稳定时,填土表面的竖向沉降量将达到累积沉降量的90%以上。

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引用本文

后浩斌,李 盛,何永泽,等. 基于PFC2D的高填黄土减载明洞[J]. 科学技术与工程, , ():

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  • 收稿日期:2021-09-20
  • 最后修改日期:2022-03-18
  • 录用日期:2022-03-28
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