[1]邹长胜,张佩,侯世伟,等.块石尺寸对砂卵石地层深埋隧道施工响应影响研究[J].水利与建筑工程学报,2026,(01):65-73.[doi:10.3969/j.issn.1672-1144.2026.01.008]
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块石尺寸对砂卵石地层深埋隧道施工响应影响研究()

《水利与建筑工程学报》[ISSN:1672-1144/CN:61-1404/TV]

卷:
期数:
2026年01期
页码:
65-73
栏目:
出版日期:
2026-02-28

文章信息/Info

作者:
邹长胜1张佩1侯世伟2杜修力3
1.北京建筑大学土木与交通工程学院,北京102616;2.沈阳建筑大学土木工程学院,辽宁沈阳110168;3.北京工业大学城市与工程安全减灾教育部重点实验室,北京100124
关键词:
砂卵石地层隧道开挖块石尺寸细观数值方法地层变形
分类号:
TU43
DOI:
10.3969/j.issn.1672-1144.2026.01.008
文献标志码:
A
摘要:
砂卵石地层是由强度较高的岩块和强度较低的土体构成的不均匀岩土介质,其场地力学行为受到材料内部细观结构的影响。考虑砂卵石地层的非均质特性,将地层材料视为由圆形块石和土体基质组成的复合材料,建立砂卵石地层细观分析模型;重点关注块石尺寸这一因素,开展不同块石尺寸的砂卵石地层隧道开挖细观数值计算。进而,从地层应力、地层变形和围岩扰动区三个角度,对不同块石尺寸地层的施工响应进行了分析。结果表明:随着块石尺寸的增大,围岩应力变化区逐渐扩大,应力变化幅度与其位置相关;地中沉降最大值和地中沉降槽宽度系数随地层深度的变化均可采用幂函数进行描述;随着块石尺寸的增大,地表沉降最大值线性增加,而沉降槽宽度系数线性减小;开挖扰动区随块石尺寸增大而增大,且此变化规律不受判定准则的影响。

参考文献/References:

[1] 金 淮.中国城市轨道交通工程地质[M].北京:中国计划出版社,2015.
[2] DuXiuli,ZhangPei,JinLiu,etal.Amulti-scaleanaly-sismethodforthesimulationoftunnelexcavationinsandycobblestratum[J].TunnellingandUndergroundSpaceTechnology,2019,83:220-230.
[3] ZhangPei,DuXiuli,LuDechun,etal.Studyontheex-cavationdisturbedzoneduringtunnelinginsandycobblestratum considering the materialmeso-structure[J].TransportationGeotechnics,2021:29(4):100590.
[4] LinQingtao,LuDechun,LeiChunming,etal.Modelteststudyonthestabilityofcobblestrataduringshieldunder-crossing[J].TunnellingandUndergroundSpaceTechnology,2021,110(9):103807.
[5] 王南昌.基于砂卵石地层的盾构穿越风险管理与研究[D].北京:北京交通大学,2020.
[6] 周鹏远.砂卵石地层盾构下穿铁路框架桥施工影响及对策研究[D].西安:西安建筑科技大学,2020.
[7] 张淑朝.兰州地铁低含砂率强渗透性砂卵石降低土压平衡盾构扭矩及防喷涌研究[D].北京:北京交通大学,2020.
[8] XuWenjie,ZhangHaiyang.Mesoandmacroscaleme-chanicalbehaviors ofsoil-rock mixtures[J]. ActaGeotechnica,2022,17:3765-3782.
[9] WangPei,YinZhenyu,WangZiyi.Micromechanicalin-vestigationofparticle-sizeeffectofgranularmaterialsinbiaxialtestwiththeroleofparticlebreakage[J].JournalofEngineeringMechanics,2022,148(1):04021133.
[10] ChengZhuang,WangJunjie,XuDongsheng,etal.DEMstudyonthemicromechanicalbehaviourofsand-claymixtures[J].PowerTechnology,2024,435:119400.
[11] NingFanwei,LiuJingmao,ZouDegao,etal.Super-large-scaletriaxialteststostudytheeffectsofparticlesizeonthemonotonicstress-strainresponseofrockfillmaterials[J].ActaGeotechnica,2025,20:1847-1858.
[12] 杨忠平,李 进,刘浩宇,等.土石混合体-基岩界面剪切力学特性块石尺寸效应[J].岩土力学,2023,44(4):965-974.
[13] 江英超.盾构掘进对砂卵石地层的扰动机理研究[D].成都:西南交通大学,2014.
[14] HuXiongyu,HeChuan,WaltonG,etal.LaboratorymodeltestofEPBshieldtunnelinginacobble-richsoil[J].JournalofGeotechnicalandGeoenvironmentalEn-gineering,2020,146(10):04020112.
[15] HuXiongyu,HeChuan,FangYong,etal.Laboratoryexperimentsanddiscreteelementmodelingonthesur-facefailureinducedbyEPBtunneling:theeffectsofcutterheadopenratioandrelativetunnelingdepth[J].EngineeringFailureAnalysis,2022,142:106731.
[16] ZhangPei,JinLiu,DuXiuli,etal.Computationalhomogenizationformechanicalpropertiesofsandcobblestratumbasedonfractaltheory[J].EngineeringGeolo-gy,2018,232:82-93.
[17] LindquistES.Thestrengthanddeformationpropertiesofmélange[D].Berkley: UniversityofCalifornia,1994.
[18] MedleyEW.Theengineeringcharacterizationofmélangesandsimilarblock-in-matrixrocks(Bimrocks) [D].Berkley:UniversityofCalifornia,1994.
[19] PeckRB.Deepexcavationandtunnelinginsoftground[C]//Proceedingsof7thInternationalConferenceonSoilMechanicsandFoundationEngineering,StateoftheArtVolume,Mexico.1969:225-290.
[20] MairRJ,TaylorRN,BracegirdleA.Subsurfacesettle-mentprofilesabovetunnelsinclays[J].Geotechnique,1993,43(2):315-320.
[21] LinQingtao,SongTao,LuDechun,etal.Anovelana-lyticalmethodfordescribinggroundmotionbehaviourcausedbytunnelexcavation[J].TunnellingandUn-dergroundSpaceTechnology,2025,161:106546.

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备注/Memo

备注/Memo:
收稿日期:2025-10-07     修稿日期:2025-11-21
基金项目:国家自然科学基金项目(51908023);北京市自然科学基金项目(8232007);北京市教委科研项目———科技计划一般项目(KM202310016013);市属高校基本科研业务费项目(X20035)
作者简介:邹长胜(2000—),男,硕士研究生,主要从事地下与隧道工程等方面研究。E-mail:melody200008@163.com
通讯作者:侯世伟(1982—),女,副教授,主要从事岩土工程防灾减灾等方面研究工作。E-mail:houshiwei@sjzu.edu.cn
更新日期/Last Update: 1900-01-01