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沉管隧道基槽边坡稳定性研究

方华  
【摘要】: 工程界普遍认同跨越航运繁忙河道的第一选择是修建水底隧道。而在现有的若干水底隧道工法中,沉管法由于其独特的优越性而成为主要的跨江跨海隧道工法。 本文主要讨论沉管隧道水下基槽边坡合理坡率的问题,该问题影响到工程水下开挖土方量和管段沉放之后回填的土方量,直接影响工期和工程造价。基槽边坡坡率采用过缓,基槽开挖量和回填量均较大,工程不经济;边坡坡率采用过陡,施工中可能引起边坡坍塌,也会带来巨大的经济损失。因此,沉管隧道水下基槽边坡合理坡率问题的研究具有很重要的意义。 本文通过分析基槽流场的分布,得出在较低的河流流速和较低的管段沉放速度下,流场中的压强分布与静水中的流场分布相差不大;考虑在较高的河流流速和较低的管段沉放速度情况下,出现渗流的不利情况。并就上述情况分析了水下边坡的计算模式,比较了解析计算和数值计算的结果。 在数值计算中主要采用强度折减法,其失稳判据主要有3种:(1)数值计算不收敛;(2)特征部位的位移突变;(3)潜在滑移面塑性区贯通。作为强度折减法的关键技术问题,边坡失稳判据直接影响计算的准确性。文中分别从这三个方面对计算结果进行了分析,比较其结果,得出用计算不收敛作为水下边坡失稳判据求解基槽边坡稳定性安全系数是可行的。 通过上述分析,结合工程实际情况,认为洲头咀沉管隧道基槽边坡坡率可以采用:强风化砂岩层为1:1,亚粘土层为1:2,砂土层为1:3。 全文共计图57幅,表25个,参考文献46篇。


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